Mitä ydinvoiman omaisuutta kutsutaan veloitukseksi riippumattomiksi. Ydinvoiman ominaisuudet

Fysiikassa "voiman" käsite on merkitty materiaaliyksiköiden vuorovaikutuksella, mukaan lukien aineen osien vuorovaikutukset (makroskooppiset kappaleet, elementaariset hiukkaset) keskenään ja fyysisillä kentillä (sähkömagneettiset, gravitaatiot). Neljä tyyppistä vuorovaikutusta tunnetaan: vakava, heikko, sähkömagneettinen ja gravitaatio, ja jokainen vastaa sen tyyppistä voimaa. Ensimmäinen näistä vastaa atomi-ytimissä toimivia ydinvoimia.

Mikä yhdistää ytimet?

On hyvin tunnettua, että atomiydin on pieni, sen koko neljästä viiteen desimaalin tilaus on pienempi kuin itse atomin koko. Tältä osin ilmenee ilmeinen kysymys: Miksi se on niin pieni? Loppujen lopuksi pienistä hiukkasista koostuvat atomit ovat edelleen paljon suurempia kuin hiukkaset, jotka ne sisältävät.

Päinvastoin, ytimet eivät ole kooltaan kooltaan kooltaan nukleoneista (protonit ja neutronit), joista ne tehdään. Onko tämä syy tähän vai onko se onnettomuus?

Samaan aikaan tiedetään, että se on sähkölujuus, joka pitää negatiivisesti varautuneita elektroneja lähellä atomi-ytimiä. Mikä voima tai voima pitävät ytimen hiukkasia yhdessä? Tämä tehtävä suoritetaan ydinvoimat, jotka ovat voimakkaiden vuorovaikutusten mittaus.

Vahva ydinvoiman vuorovaikutus

Jos vain painovoima ja sähkövoimat olivat luonteeltaan, ts. Ne, joiden kanssa meillä on jokapäiväisessä elämässä, atomi-ytimiä, jotka koostuvat monista positiivisesti varautuneista protonista, olisivat epävakaa: sähkövoimat, työntämällä protonit toisistaan \u200b\u200bovat monet miljoonat kertaa vahvempia kuin kaikki gravitaatiovoimat, jotka houkuttelevat niitä toisiinsa. Ystävä . Ydinvoimat tarjoavat vetovoimaa entistä voimakkaammin kuin sähköinen repulsio, vaikka vain niiden todellisen arvon varjo ilmenee ytimen rakenteesta. Kun opiskelemme protonien ja neutronien rakennetta, näemme tämän ilmiön todelliset mahdollisuudet, joita kutsutaan vahvana ydinvoimana. Ydinvoima on sen ilmentymä.

Edellä oleva kuvio osoittaa, että kahta ytimen vastakkaista voimaa ovat sähköinen repulsio positiivisesti varautuneiden protonien välillä ja ydinvoiman vuorovaikutuksen tehosta, joka houkuttelee protonit (ja neutronit) yhdessä. Jos protonien ja neutronien määrä ei ole liian erilainen, toinen voimat ovat parempia kuin ensimmäinen.

ProNonit - Atomien analogit ja ytimet - Molekyylien analogit?

Välillä, mitä hiukkaset ovat ydinvoimat? Ensinnäkin ytimen (protonit ja neutronit) välillä ytimessä. Loppujen lopuksi ne toimivat hiukkasten (kvarkit, glusons, antiquarks) sisällä protonin tai neutronin sisällä. Tämä ei ole yllättävää, kun tunnemme, että protonit ja neutronit ovat sisäisesti monimutkaisia.

Atomissa pienet ytimet ja jopa pienemmät elektronit ovat suhteellisen kaukana toisistaan \u200b\u200bverrattuna niiden kokoon, ja sähkövoimat, jotka pitävät niitä atomissa, ovat melko yksinkertaisia. Mutta molekyyleissä atomien välinen etäisyys on verrattavissa atomien kokoon niin, että jälkimmäisen sisäinen monimutkaisuus tulee peliin. Monipuolinen ja monimutkainen tilanne, joka johtuu ydinvoiman osittaisesta korvauksesta, tuottaa prosesseja, joissa elektronit voivat todella siirtyä yhdestä atomista toiseen. Tämä tekee molekyylien fysiikka paljon rikkaampia ja vaikeampia kuin atomeissa. Vastaavasti protonien ja neutronien välinen etäisyys ytimen mukaan on verrattavissa niiden mitat - ja myös samoin kuin molekyylit, ydinvoimat, jotka pitävät ytimiä yhdessä, paljon monimutkaisempia kuin protonien ja neutronien yksinkertainen vetovoima.

Ei ydin ilman neutronia, paitsi vetyä

Tiedetään, että joidenkin kemiallisten elementtien ydin on vakaa ja toiset hajoavat jatkuvasti ja tämän hajoamisen nopeudet ovat hyvin leveitä. Miksi lujuus, joka pitää nukleoneja ytimessä pysähtyy? Katsotaanpa, mitä voimme oppia yksinkertaisista näkökohdista ydinvoimaloiden ominaisuuksista.

Yksi niistä on, että kaikki ytimet, lukuun ottamatta yleisimpiä vetyotooppeja (joka on vain yksi protoni), sisältää neutroneja; Toisin sanoen ei ole ydin, jossa on useita protonit, jotka eivät sisällä neutroneja (katso kuva alla). Joten on selvää, että neutroneilla on tärkeä rooli protonien avustamisessa yhdessä.

Kuviossa 1 Edellä esitetään kevyt vakaa tai lähes stabiili ydin neutronilla. Jälkimmäinen, kuten Tritium, näkyy katkoviivalla, mikä osoittaa, että ne hajoavat. Muut yhdistelmät, joissa on pieni määrä protoneja ja neutroneja, eivät muodosta nukleia lainkaan tai muodostavat erittäin epästabiileja ytimiä. Lisäksi osa näistä esineistä usein annetaan kursiivien vaihtoehtoisille nimille; Esimerkiksi helium-4-ydintä kutsutaan usein a-partikkeliksi, jolloin nimi on annettu, kun se havaittiin alun perin radioaktiivisuuden ensimmäisissä tutkimuksissa vuonna 1890.

Neutronit protonien rooleissa

Päinvastoin, ydin ei ole tehty vain neutroneilta ilman protoneja; Useimmat kevyt ytimet, kuten happi ja pii, ovat samat määrät neutronit ja protonit (kuvio 2). Suuret ytimet, joilla on suuret massat, kuten kulta ja radium, on useita neutroneja kuin protonit.

Tämä puhuu kahdesta asiasta:

1. Ei vain neutroneja tarvitaan, että protonit pysyvät yhdessä, mutta myös protonit ovat tarpeen neutronien pitämiseksi yhdessä.

2. Jos protonien ja neutronien lukumäärä muuttuu hyvin, protonien sähköinen repulsio on kompensoida lisäämällä useita muita neutroneja.

Viimeinen lauseke kuvataan alla olevassa kuvassa.

Edellä olevalla kuviossa on stabiili ja lähes stabiileja atomi-ytimiä funktiona P (protonit) ja n (neutroniumerot). Black-pisteiden esittämä rivi osoittaa vakaata ytimiä. Mikä tahansa muutos mustasta rivistä ylös tai alas tarkoittaa nuklein elämässä vähenemistä nuklein käyttöikä on miljoonia vuosia tai enemmän, koska se poistaa sisälle sininen, ruskea tai keltainen alue (eri värejä vastaa eri värejä Ydinvoiman mekanismit), heidän elämänsä aika on kaikki lyhyempi, kunnes toinen.

Huomaa, että stabiililla ytimellä on P ja N, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin pieni P ja N, mutta N vähitellen muuttuu suuremmaksi kuin puolitoista kertaa. Huomaa myös, että vakaiden ja pitkäikäisten epävakaiden ytimien ryhmä pysyy melko kapeassa nauhalla, jotta kaikki arvot ovat enintään 82. Enemmän tunnettuja ytimiä on periaatteessa epävakaa (vaikka miljoonia vuosia voi olla olemassa ). Ilmeisesti todettiin yläpuolella protonien stabiloinnin mekanismin ytimessä, koska neutronien lisääminen niille tällä alueella ei ole sata prosenttia tehokkuutta.

Koska Atomin koko riippuu elektronien massasta

Miten vastintavat voimat vaikuttavat atomi-ytimen rakenteeseen? Ydinvoimat vaikuttavat ensisijaisesti sen koon mukaan. Miksi ytimessä on niin pieni verrattuna atomeihin? Selvitä tämä, aloitetaan yksinkertaisimmalla ytimellä, jolla on sekä proton että neutroni: tämä on toinen yleisin vety-isotoop, jonka atomi sisältää yhden elektronin (kuten kaikki vety isotooppit) ja ytimestä yhdestä protonista ja yhdestä protonista ja yhdestä neutroni. Tätä isotooppia kutsutaan usein "deuteriumiksi" ja sen ytimeksi (ks. Kuva 2) kutsutaan joskus "Deuteroniksi". Miten voimme selittää, mikä pitää Deuteron yhdessä? Voit kuvitella, että se ei ole niin erilainen kuin tavallisen vedyn atomi, joka sisältää myös kaksi hiukkasia (protoni ja elektroni).

Kuviossa 1 Se on esitetty edellä, että vetyatomissa ytimessä ja elektroni on hyvin kaukana toisistaan, sillä siinä mielessä, että atomi on paljon suurempi kuin ydin (ja elektroni on vielä vähemmän.) Mutta Deuteronissa etäisyys Protonin ja neutron välillä on verrattavissa niiden kokoon. Tämä selittää osittain, miksi ydinvoimat ovat paljon monimutkaisempia kuin Atomin voimat.

On tunnettua, että elektroneilla on pieni massa verrattuna protoniin ja neutroneihin. Tästä seuraa, että

• atomin massa on olennaisesti lähellä ytimen massan,
• atomin koko (olennaisesti elektronin pilven koko) on kääntäen verrannollinen elektronien massaan ja kääntäen verrannollinen kokonaissuunnitelmaan; Quantumimekaniikan epävarmuuden periaate on ratkaiseva rooli.

Ja jos ydinvoimat ovat samanlaisia \u200b\u200bkuin sähkömagneettiset

Entä Deuteron? Se on sama kuin atomi, joka on valmistettu kahdesta esineestä, mutta ne ovat melkein samaa massaa (neutronin massa ja protoni eroavat vain noin 1500-luvun osista), joten molemmat hiukkaset ovat yhtä tärkeitä määritettäessä Deuteronin ja sen kokoinen massa. Oletetaan nyt, että ydinvoima vetää protonin neutroniin sekä sähkömagneettisiin voimiin (tämä ei ole täysin niin, vaan kuvitella hetkeksi); Ja sitten analogisesti vedyn kanssa odotamme deuteronikokoa käänteisesti protonin tai neutronin suhteellisen massan ja kääntäen verrannollinen ydinvoimaan. Jos sen arvo oli sama (tietyllä etäisyydellä), kuten sähkömagneettinen voima, se tarkoittaa sitä, että protoni on noin 1850 kertaa elektroni, sitten Deuteron (ja mikä tahansa ytimen) on oltava vähintään tuhat kertaa vähemmän kuin vedyn.

Mikä tekee kirjanpidosta merkittävän eron ydin- ja sähkömagneettisilla voimilla

Mutta meillä on jo arvannut, että ydinvoima on paljon sähkömagneettisempi (samalla etäisyydellä), koska jos näin ei ole, se ei pysty estämään sähkömagneettista repulsiota protien välillä ytimen hajoamiseen asti. Niinpä protoni ja neutroni sen toiminta ovat lähempänä yhtä tiukempia. Siksi ei ole yllättävää, että Deuteron ja muut ytimet eivät ole vain tuhat, mutta satatuhatta kertaa vähemmän kuin atomeja! Jälleen tämä on vain siksi, että

• protonit ja neutronit ovat lähes 2000 kertaa vaikeampaa kuin elektronit,
• näissä etäisyyksissä ydinvoiman ja neutronien välinen suuri ydinvoima on monta kertaa enemmän kuin vastaavat sähkömagneettiset voimat (mukaan lukien sähkömagneettinen repulsio protonien välillä ytimessä.)

Tämä naiivi arvaus antaa noin oikean vastauksen! Mutta tämä ei täysin vastaa protonin ja neutronin välisen vuorovaikutuksen monimutkaisuutta. Yksi ilmeisistä ongelmista on, että sähkömagneettisen voimakas voima, mutta enemmän houkutteleva tai vastenmielinen kyky, on ilmeisesti ilmenevä jokapäiväisessä elämässä, mutta emme tarkkaile mitään sellaista. Joten, jotain tässä voimassa pitäisi poiketa sähkövoimista.

Lyhyt ydinvoimala

Että ne erotetaan, joten tämä on mitä atomi ytimen retentio hajoamisessa on erittäin tärkeä ja suuri protoneille ja neutroneille, jotka sijaitsevat hyvin lyhyellä etäisyydellä toisistaan, mutta tietyllä etäisyydellä (niin sanottu "alue" voimasta ), ne putoavat hyvin nopeasti, paljon nopeammin kuin sähkömagneettiset. Alue voi olla myös kohtalaisen suuren ytimen koko, vain useita kertoja enemmän kuin proton. Jos laitat protonin ja neutronin, joka on verrattavissa tähän alueeseen, he houkuttelevat toisiaan ja muodostavat Daytonin; Jos heidät puristetaan pidemmälle etäisyydelle, he tuskin tuntevat olonsa lainkaan vetovoimaa. Itse asiassa, jos ne ovat liian lähellä toisiaan, niin että ne alkavat päällekkäisyyksiä, he todella torjuvat toisiaan. Tämä on tällaisen konseptin monimutkaisuus kuin ydinvoimat. Fysiikka kehittyy jatkuvasti jatkuvasti sen toiminnan mekanismin selittämiseksi.

Ydinvoiman vuorovaikutuksen fyysinen mekanismi

Materiaaliprosessissa, mukaan lukien nukleonien välisen vuorovaikutuksen on oltava materiaalin kantajat. Ne ovat Qenta Nuclear Field - Pi-mesons (peonies), joiden vaihtoa ovat nähtävyyksiä nukleonien välillä.

Quantum Mechanicsin periaatteiden mukaan PI-Mesons, sitten tapaus syntyy ja välittömästi katoaa, muodostaa jotain pilvestä, jota kutsutaan meson-kerrokseksi alaston ytimen ympärillä (muista elektronin pilvet atomeissa). Kun kaksi nukleonia, jota ympäröivät tällaiset turkispyrskyt, osoittautuvat noin 10-15 m, peonian vaihto vaihdetaan kuin valenssin elektronien vaihto atomeissa molekyylien muodostumisen aikana ja vetovoima esiintyy nukleonien välillä.

Jos nukleonien väliset etäisyydet tulevat alle 0,7 - 10-15 m, ne alkavat vaihtaa uusia hiukkasia - niin kutsuttu. Ω ja ρ-mesons, jonka seurauksena ei ole vetovoimaa nukleonien ja vastenmielisyyden välillä.

Ydinvoima: ytimen rakenne yksinkertaisimmasta enemmän

Yhteenveto kaikki edellä mainitut, voit huomata:

• vahva ydinvoimainen vuorovaikutus on paljon heikompi kuin sähkömagneettismi etäisyyksillä, paljon enemmän kuin tyypillisen ytimen koko, joten emme kohda jokapäiväisessä elämässä; mutta
• lyhyillä etäisyyksillä verrattavissa olevaan ytimeen on paljon vahvempi - vetovoima (edellyttäen, että etäisyys ei ole liian lyhyt), voi voittaa sähköisen repulsion protonien välillä.

Joten tämä voima on vain etäisyydellä vertailukelpoisia ytimen koon. Alla oleva kuva näyttää näkymän riippuvuudestaan \u200b\u200bnukleonien välisestä etäisyydestä.

Suuret ytimet pidetään yhdessä enemmän tai vähemmän samaa voimaa, jonka Deuteron pitää yhdessä, mutta prosessin yksityiskohdat ovat monimutkaisia, joten niitä ei ole helppo kuvata. Niitä ei myöskään ole täysin ymmärretty. Vaikka ytimen fyysikkojen pääpiirteet tutkittiin vuosikymmenien ajan, monet tärkeät yksityiskohdat ovat edelleen aktiivisesti tutkillisia.

Tiettyjen protonien ja neutronien koostuva atomiydin on yksi kokonaisuutena johtuen tietyistä voimista, jotka toimivat ytimen nukleonien välillä ja kutsutaan ydin. Kokeellisesti osoitetaan, että ydinvoimat ovat erittäin suuria arvoja, paljon enemmän kuin protonien välisen sähköstaattisen repulsion teho. Tämä ilmenee, että ytimen nukeleiden joukkovelkakirjojen erityinen energia on paljon enemmän kuin Coulomb Repulsion -joukkojen työ. Harkitse verkkoa ydinvoiman ominaisuudet.

1. Ydinvoimat ovat lyhyen alueen vetovoimajoukot . Ne ilmenevät vain hyvin alhaisilla etäisyyksillä nukleonien välillä noin 10-15 m. Tilaa (1,5 - 2,2) · 10-15 m on kutsuttu ydinvoiman sädeKasvulla ydinvoima pienenee nopeasti. Tilauksen (2-3) m etäisyydellä nukleonien ympäröivä vuorovaikutus on käytännössä poissa.

2. Ydinvoimaloilla on omaisuus. kyllästys, nuo. Jokainen ydin on vuorovaikutuksessa vain tietyn määrän lähellä olevia naapureita. Tämä ydinvoimaloiden luonne ilmenee likimääräisessä kasvussa nukleonien liitännän erityisenergian nousussa latausnumerossa MUTTA\u003e 40. Itse asiassa, jos ei ole kylläisyyttä, erityinen sitova energia kasvaa ytimen nukleonien määrän kasvuun.

3. Ydinvoiman ominaisuus on myös heidän riippumattomuus . Ne eivät ole riippuvaisia \u200b\u200bnukeleiden latauksesta, joten protonien ja neutronien väliset ydinvoimavaikutukset ovat samat. Ydinvoimaloiden veloitus on näkyvissä viestinnän energioiden vertailusta mirror-ytimet . Niin kutsutaan ytimiä, joissa sama kokonaismäärä nukleoneja, mutta protonien määrä yhdessä on yhtä suuri kuin neutronien määrä toisella. Esimerkiksi heliumnuklein ja vakavan vety-tritiumin sitova energia vastaavasti 7,72 Mev ja 8,49. Mev. Näiden ytimien tiedonsiirto-energioiden ero, joka vastaa 0,77 MEV: tä, vastaa ytimen kahden protonin Coulomb Repulsionin energiaa. Uskoa, että tämä arvo on yhtä suuri, voidaan todeta, että keskimääräinen etäisyys r.ydin protonien välillä on 1,9 10-15 m, mikä on yhdenmukainen ydinvoimien säteen arvon kanssa.

4. Ydinvoima eivät ole keskeisiä ja riippuu vuorovaikutteisten nukleonien piireiden keskinäisestä suuntauksesta. Tämä vahvistetaan orto- ja parvododorodimolekyylien eri ominaispiirreillä. Molempien protonien takana olevan ortodorodin molekyylissä on yhdensuuntainen toistensa kanssa ja paraguodon molekyylissä ne ovat anti-rinnakkaisia. Kokeet ovat osoittaneet, että neutronien hajottaminen parachododilla on 30 kertaa ortoder-tehtaan sironta.

Ydinvoimien monimutkainen luonne ei salli yhtenäisen ydinvoimavaikutuksen yhtenäistä johdonmukaista teoriaa, vaikka ehdotettiin monia erilaisia \u200b\u200blähestymistapoja. Japanilaisen fysiikan hypoteesin mukaan H. Yukawa (1907-1981), jonka hän ehdotti vuonna 1935, ydinvoimat johtuvat vaihtoon - mesons, ts. Elementaariset hiukkaset, joiden massa on noin 7 kertaa pienempi kuin nukleonien massa. Tämän mallin mukaan ytimessä m.- Mass Meson) lähettää Meson, joka liikkuu nopeudella lähellä valon nopeutta, kulkee etäisyyden , jonka jälkeen toinen ydin imeytyy. Toinen ydin antaa puolestaan \u200b\u200bmyös meson, joka imeytyy ensin. Mallissa H. Yukawa siten etäisyys, jolla nukleonit vuorovaikutuksessa määritetään mesonien mittarilukeman pituudella, joka vastaa etäisyyttä m. Ja suuruusluokkaa vastaavat ydinvoimien toiminnan säteellä.

Käännymme vaihdon vuorovaikutuksen huomioon nukleonien välillä. On positiivisia, negatiivisia ja neutraaleja mesons. Latausmoduuli - tai - Mesons on numeerisesti yhtä suuri kuin perusmaksu e. . Massalaata - Mesons ovat samat ja yhtä suuret kuin (140 Mev), Mass - Meson on 264 (135 Mev). Spin molemmat ladatut että neutraalit - Mesons ovat 0. Kaikki kolme hiukkasia ovat epävakaa. Lifetime - ja - Mesons on 2.6 peräkkäin- Meson - 0,8 · 10 -16 peräkkäin. Nucleonien välinen vuorovaikutus suoritetaan jonkin seuraavan kaavion mukaisesti:

1. Nucleons Exchange Mesons :. (22.8)

Tässä tapauksessa protoni lähettää - Meson, muuttuu neutroniksi. Meson imeytyy neutronilla, joka johtaa protoniksi, sitten sama prosessi etenee vastakkaiseen suuntaan. Siten kukin vuorovaikutusta nukleonista käytetään osaa varautuneessa tilassa ja osa on neutraali.

2. Nucleons Exchange - Mesons:

3. Nucleons Exchange - Mesons:

, (22.10)

Kaikki nämä prosessit osoittautuvat kokeellisesti. Erityisesti ensimmäinen prosessi vahvistetaan, kun neutronipalkki kulkee vedyn läpi. Liikkuvat protonit näkyvät palkissa ja vastaava määrä lähes lepäämättömiä neutroneja havaitaan kohteella.

Kernel-mallit. Alla malli ydin Ydinfysiikassa he ymmärtävät fyysisten ja matemaattisten oletusten yhdistelmän, jolla on mahdollista laskea ydinjärjestelmän ominaisuudet, jotka koostuvat MUTTA Nukleons.

Hydrodynaaminen (DISP) -ydin malliSen perustanut oletetaan, että ytimen suuren tiheyden vuoksi ja niiden välinen äärimmäisen voimakas vuorovaikutus, yksittäisten nukleonien itsenäinen liike on mahdotonta ja ytimessä on pudotus varautuneesta nesteen tiheydestä. .

Sheath-mallin ytimen Se olettaa, että jokainen ydin liikkuu toisistaan \u200b\u200briippumatta eräässä keskisuurissa potentiaalisessa kentässä (potentiaalinen kuoppa, jonka muut ydindleonit ovat luoneet.

Ytimen yleinen malli, yhdistää hydrodynaamisten ja kuorimallien luojien tärkeimmät määräykset. Yleinen malli olettaa, että ydin koostuu sisäisestä vakaa osa - saari, joka muodostuu täytettyjen kalvojen ytimistä ja ulkoiset nukleonit, jotka liikkuvat saaren nukleonien muodostamassa kentällä. Tältä osin saariliike kuvataan hydrodynaamisella mallilla ja ulkoisten nukleonien liikkuminen - kuoret. Koska vuorovaikutusta sydämen ulkoisten nukkeiden kanssa voidaan muodostaa epämuodostumaan, ja ytimen pyöritetään muodonmuutosakselin kohtisuorassa akselilla.

26. Atomi-ytimien jakautumisen reaktiot. Ydinenergia.

Ydinreaktiot Niitä kutsutaan atomien ytimien muuntamiseksi niiden vuorovaikutuksesta keskenään tai muiden ytimien tai elementaaristen hiukkasten kanssa. Ensimmäinen viesti ydinreaktiosta kuuluu E. Renfordiin. Vuonna 1919 hän huomasi, että kun hiukkaset kulkevat kaasun typpikaasun läpi, osa niistä imeytyy, ja protonit lähetetään samanaikaisesti. Rutherford päätyi siihen, että typen ytimessä kääntyi happisydin muodon ydinreaktion seurauksena:

, (22.11)

missä - - hiukkas; - Proton (vety).

Ydinreaktion tärkeä parametri on sen energiantuotanto, joka määräytyy kaavalla:

(22.12)

Tässä ja - hiukkasten massojen summa reaktioon ja sen jälkeen. Ydinreaktioiden avulla jatketaan energian imeytymistä, joten niitä kutsutaan endoterminen, ja milloin - energian vapauttaminen. Tällöin niitä kutsutaan eksoterminen.

Jokaisessa ydinreaktiossa aina suoritettu säilytyslainsäädäntö :

− sähkövaraus;

- Nucleonien lukumäärä;

- energia;

- Pulssi.

Ensimmäiset kaksi laitaa mahdollistavat ydinreaktioiden oikein, jos yksi reaktioon osallistuvista hiukkasista tai jokin sen tuotteista tuntematon. Energian ja pulssinsuojelulainsäädännön avulla voidaan määrittää kineettiset hiukkasen energioita, jotka muodostetaan reaktioprosessin aikana sekä ohjeita niiden myöhempää liikkuvuutta varten.

Endotermisen reaktioiden ominaisuuksista käsite otetaan käyttöön kynnys Kineettinen energia tai ydinreaktiokynnys , nuo. Flutter-partikkelin pienin kineettinen energia (vertailujärjestelmässä, jossa kohdeydin lepää), jossa ydinreaktio on mahdollista. Energian ja pulssin säilyttämisen lavasta seuraa, että ydinreaktion kynnyserkki lasketaan kaavalla:

. (22.13)

Tässä on ydinreaktion energia (7.12); - Stationaarinen ydin - kohde; - ytimen hiukkasten massa.

Päätösreaktiot. Vuonna 1938 Saksan tutkijat O. Gan ja F. Strasmanm totesivat, että uraanin neutronien pommituksella joskus ytimet esiintyvät noin kaksi kertaa pienemmäksi kuin alkuperäinen uraanin ydin. Tätä ilmiötä kutsuttiin jakamalla ytim.

Se on ensimmäinen kokeellisesti havaittu ydinmuunnoistus. Esimerkki on yksi uraani-235-ytimen fissioreaktioiden mahdollisista reaktioista:

Core Division -prosessi tapahtuu hyvin nopeasti ~ 10 -12 p. Energia, joka on varattu prosessissa tyyppinen reaktio (22,14) on noin 200 MeV kohti toimeen, jossa uraani-235 ytimen.

Yleisessä tapauksessa Uraani-235-ydinfission reaktio voidaan kirjoittaa seuraavasti:

+ Neutroni . (22.15)

Selitä divisioonan reaktion mekanismi voi olla ytimen hydrodynaamisen mallin puitteissa. Tämän mallin mukaan, kun neutroni imeytyy uraanin ytimeen, se menee innoissaan tilaan (kuva 22.2).

Ylimääräinen energia, jonka ydin vastaanottaa neutronin imeytymisen vuoksi, aiheuttaa intensiivisempää nukleonien liikkeen. Tämän seurauksena ymäärä on epämuodostunut, mikä johtaa lyhyen alueen ydinvoiman vuorovaikutuksen heikkenemiseen. Jos ytimen energisointi on suurempi kuin jotkut energiaa kutsutaan energian aktivointi , protonien sähköstaattisen repulsion vaikutuksen mukaan ytimeli jaetaan kahteen osaan, jolloin päästöt neutronijako . Jos viritysenergia, kun neutroni imeytyy vähemmän aktivointia energiaa, ytimen ei saavuta

jakautumisen kriittinen vaihe ja tyhjä - kvantti palaa pääasiassa

Fysiikassa "voiman" käsite on merkitty materiaaliyksiköiden vuorovaikutuksella, mukaan lukien aineen osien vuorovaikutukset (makroskooppiset kappaleet, elementaariset hiukkaset) keskenään ja fyysisillä kentillä (sähkömagneettiset, gravitaatiot). Neljä tyyppistä vuorovaikutusta tunnetaan: vakava, heikko, sähkömagneettinen ja gravitaatio, ja jokainen vastaa sen tyyppistä voimaa. Ensimmäinen näistä vastaa atomi-ytimissä toimivia ydinvoimia.

Mikä yhdistää ytimet?

On hyvin tunnettua, että atomiydin on pieni, sen koko neljästä viiteen desimaalin tilaus on pienempi kuin itse atomin koko. Tältä osin ilmenee ilmeinen kysymys: Miksi se on niin pieni? Loppujen lopuksi pienistä hiukkasista koostuvat atomit ovat edelleen paljon suurempia kuin hiukkaset, jotka ne sisältävät.

Päinvastoin, ytimet eivät ole kooltaan kooltaan kooltaan nukleoneista (protonit ja neutronit), joista ne tehdään. Onko tämä syy tähän vai onko se onnettomuus?

Samaan aikaan tiedetään, että se on sähkölujuus, joka pitää negatiivisesti varautuneita elektroneja lähellä atomi-ytimiä. Mikä voima tai voima pitävät ytimen hiukkasia yhdessä? Tämä tehtävä suoritetaan ydinvoimat, jotka ovat voimakkaiden vuorovaikutusten mittaus.

Vahva ydinvoiman vuorovaikutus

Jos vain painovoima ja sähkövoimat olivat luonteeltaan, ts. Ne, joiden kanssa meillä on jokapäiväisessä elämässä, atomi-ytimiä, jotka koostuvat monista positiivisesti varautuneista protonista, olisivat epävakaa: sähkövoimat, työntämällä protonit toisistaan \u200b\u200bovat monet miljoonat kertaa vahvempia kuin kaikki gravitaatiovoimat, jotka houkuttelevat niitä toisiinsa. Ystävä . Ydinvoimat tarjoavat vetovoimaa entistä voimakkaammin kuin sähköinen repulsio, vaikka vain niiden todellisen arvon varjo ilmenee ytimen rakenteesta. Kun opiskelemme protonien ja neutronien rakennetta, näemme tämän ilmiön todelliset mahdollisuudet, joita kutsutaan vahvana ydinvoimana. Ydinvoima on sen ilmentymä.

Edellä oleva kuvio osoittaa, että kahta ytimen vastakkaista voimaa ovat sähköinen repulsio positiivisesti varautuneiden protonien välillä ja ydinvoiman vuorovaikutuksen tehosta, joka houkuttelee protonit (ja neutronit) yhdessä. Jos protonien ja neutronien määrä ei ole liian erilainen, toinen voimat ovat parempia kuin ensimmäinen.

ProNonit - Atomien analogit ja ytimet - Molekyylien analogit?

Välillä, mitä hiukkaset ovat ydinvoimat? Ensinnäkin ytimen (protonit ja neutronit) välillä ytimessä. Loppujen lopuksi ne toimivat hiukkasten (kvarkit, glusons, antiquarks) sisällä protonin tai neutronin sisällä. Tämä ei ole yllättävää, kun tunnemme, että protonit ja neutronit ovat sisäisesti monimutkaisia.

Atomissa pienet ytimet ja jopa pienemmät elektronit ovat suhteellisen kaukana toisistaan \u200b\u200bverrattuna niiden kokoon, ja sähkövoimat, jotka pitävät niitä atomissa, ovat melko yksinkertaisia. Mutta molekyyleissä atomien välinen etäisyys on verrattavissa atomien kokoon niin, että jälkimmäisen sisäinen monimutkaisuus tulee peliin. Monipuolinen ja monimutkainen tilanne, joka johtuu ydinvoiman osittaisesta korvauksesta, tuottaa prosesseja, joissa elektronit voivat todella siirtyä yhdestä atomista toiseen. Tämä tekee molekyylien fysiikka paljon rikkaampia ja vaikeampia kuin atomeissa. Vastaavasti protonien ja neutronien välinen etäisyys ytimen mukaan on verrattavissa niiden mitat - ja myös samoin kuin molekyylit, ydinvoimat, jotka pitävät ytimiä yhdessä, paljon monimutkaisempia kuin protonien ja neutronien yksinkertainen vetovoima.

Ei ydin ilman neutronia, paitsi vetyä

Tiedetään, että joidenkin kemiallisten elementtien ydin on vakaa ja toiset hajoavat jatkuvasti ja tämän hajoamisen nopeudet ovat hyvin leveitä. Miksi lujuus, joka pitää nukleoneja ytimessä pysähtyy? Katsotaanpa, mitä voimme oppia yksinkertaisista näkökohdista ydinvoimaloiden ominaisuuksista.

Yksi niistä on, että kaikki ytimet, lukuun ottamatta yleisimpiä vetyotooppeja (joka on vain yksi protoni), sisältää neutroneja; Toisin sanoen ei ole ydin, jossa on useita protonit, jotka eivät sisällä neutroneja (katso kuva alla). Joten on selvää, että neutroneilla on tärkeä rooli protonien avustamisessa yhdessä.

Kuviossa 1 Edellä esitetään kevyt vakaa tai lähes stabiili ydin neutronilla. Jälkimmäinen, kuten Tritium, näkyy katkoviivalla, mikä osoittaa, että ne hajoavat. Muut yhdistelmät, joissa on pieni määrä protoneja ja neutroneja, eivät muodosta nukleia lainkaan tai muodostavat erittäin epästabiileja ytimiä. Lisäksi osa näistä esineistä usein annetaan kursiivien vaihtoehtoisille nimille; Esimerkiksi helium-4-ydintä kutsutaan usein a-partikkeliksi, jolloin nimi on annettu, kun se havaittiin alun perin radioaktiivisuuden ensimmäisissä tutkimuksissa vuonna 1890.

Neutronit protonien rooleissa

Päinvastoin, ydin ei ole tehty vain neutroneilta ilman protoneja; Useimmat kevyt ytimet, kuten happi ja pii, ovat samat määrät neutronit ja protonit (kuvio 2). Suuret ytimet, joilla on suuret massat, kuten kulta ja radium, on useita neutroneja kuin protonit.

Tämä puhuu kahdesta asiasta:

1. Ei vain neutroneja tarvitaan, että protonit pysyvät yhdessä, mutta myös protonit ovat tarpeen neutronien pitämiseksi yhdessä.

2. Jos protonien ja neutronien lukumäärä muuttuu hyvin, protonien sähköinen repulsio on kompensoida lisäämällä useita muita neutroneja.

Viimeinen lauseke kuvataan alla olevassa kuvassa.

Edellä olevalla kuviossa on stabiili ja lähes stabiileja atomi-ytimiä funktiona P (protonit) ja n (neutroniumerot). Black-pisteiden esittämä rivi osoittaa vakaata ytimiä. Mikä tahansa muutos mustasta rivistä ylös tai alas tarkoittaa nuklein elämässä vähenemistä nuklein käyttöikä on miljoonia vuosia tai enemmän, koska se poistaa sisälle sininen, ruskea tai keltainen alue (eri värejä vastaa eri värejä Ydinvoiman mekanismit), heidän elämänsä aika on kaikki lyhyempi, kunnes toinen.

Huomaa, että stabiililla ytimellä on P ja N, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin pieni P ja N, mutta N vähitellen muuttuu suuremmaksi kuin puolitoista kertaa. Huomaa myös, että vakaiden ja pitkäikäisten epävakaiden ytimien ryhmä pysyy melko kapeassa nauhalla, jotta kaikki arvot ovat enintään 82. Enemmän tunnettuja ytimiä on periaatteessa epävakaa (vaikka miljoonia vuosia voi olla olemassa ). Ilmeisesti todettiin yläpuolella protonien stabiloinnin mekanismin ytimessä, koska neutronien lisääminen niille tällä alueella ei ole sata prosenttia tehokkuutta.

Koska Atomin koko riippuu elektronien massasta

Miten vastintavat voimat vaikuttavat atomi-ytimen rakenteeseen? Ydinvoimat vaikuttavat ensisijaisesti sen koon mukaan. Miksi ytimessä on niin pieni verrattuna atomeihin? Selvitä tämä, aloitetaan yksinkertaisimmalla ytimellä, jolla on sekä proton että neutroni: tämä on toinen yleisin vety-isotoop, jonka atomi sisältää yhden elektronin (kuten kaikki vety isotooppit) ja ytimestä yhdestä protonista ja yhdestä protonista ja yhdestä neutroni. Tätä isotooppia kutsutaan usein "deuteriumiksi" ja sen ytimeksi (ks. Kuva 2) kutsutaan joskus "Deuteroniksi". Miten voimme selittää, mikä pitää Deuteron yhdessä? Voit kuvitella, että se ei ole niin erilainen kuin tavallisen vedyn atomi, joka sisältää myös kaksi hiukkasia (protoni ja elektroni).

Kuviossa 1 Se on esitetty edellä, että vetyatomissa ytimessä ja elektroni on hyvin kaukana toisistaan, sillä siinä mielessä, että atomi on paljon suurempi kuin ydin (ja elektroni on vielä vähemmän.) Mutta Deuteronissa etäisyys Protonin ja neutron välillä on verrattavissa niiden kokoon. Tämä selittää osittain, miksi ydinvoimat ovat paljon monimutkaisempia kuin Atomin voimat.

On tunnettua, että elektroneilla on pieni massa verrattuna protoniin ja neutroneihin. Tästä seuraa, että

• atomin massa on olennaisesti lähellä ytimen massan,
• atomin koko (olennaisesti elektronin pilven koko) on kääntäen verrannollinen elektronien massaan ja kääntäen verrannollinen kokonaissuunnitelmaan; Quantumimekaniikan epävarmuuden periaate on ratkaiseva rooli.

Ja jos ydinvoimat ovat samanlaisia \u200b\u200bkuin sähkömagneettiset

Entä Deuteron? Se on sama kuin atomi, joka on valmistettu kahdesta esineestä, mutta ne ovat melkein samaa massaa (neutronin massa ja protoni eroavat vain noin 1500-luvun osista), joten molemmat hiukkaset ovat yhtä tärkeitä määritettäessä Deuteronin ja sen kokoinen massa. Oletetaan nyt, että ydinvoima vetää protonin neutroniin sekä sähkömagneettisiin voimiin (tämä ei ole täysin niin, vaan kuvitella hetkeksi); Ja sitten analogisesti vedyn kanssa odotamme deuteronikokoa käänteisesti protonin tai neutronin suhteellisen massan ja kääntäen verrannollinen ydinvoimaan. Jos sen arvo oli sama (tietyllä etäisyydellä), kuten sähkömagneettinen voima, se tarkoittaa sitä, että protoni on noin 1850 kertaa elektroni, sitten Deuteron (ja mikä tahansa ytimen) on oltava vähintään tuhat kertaa vähemmän kuin vedyn.

Mikä tekee kirjanpidosta merkittävän eron ydin- ja sähkömagneettisilla voimilla

Mutta meillä on jo arvannut, että ydinvoima on paljon sähkömagneettisempi (samalla etäisyydellä), koska jos näin ei ole, se ei pysty estämään sähkömagneettista repulsiota protien välillä ytimen hajoamiseen asti. Niinpä protoni ja neutroni sen toiminta ovat lähempänä yhtä tiukempia. Siksi ei ole yllättävää, että Deuteron ja muut ytimet eivät ole vain tuhat, mutta satatuhatta kertaa vähemmän kuin atomeja! Jälleen tämä on vain siksi, että

• protonit ja neutronit ovat lähes 2000 kertaa vaikeampaa kuin elektronit,
• näissä etäisyyksissä ydinvoiman ja neutronien välinen suuri ydinvoima on monta kertaa enemmän kuin vastaavat sähkömagneettiset voimat (mukaan lukien sähkömagneettinen repulsio protonien välillä ytimessä.)

Tämä naiivi arvaus antaa noin oikean vastauksen! Mutta tämä ei täysin vastaa protonin ja neutronin välisen vuorovaikutuksen monimutkaisuutta. Yksi ilmeisistä ongelmista on, että sähkömagneettisen voimakas voima, mutta enemmän houkutteleva tai vastenmielinen kyky, on ilmeisesti ilmenevä jokapäiväisessä elämässä, mutta emme tarkkaile mitään sellaista. Joten, jotain tässä voimassa pitäisi poiketa sähkövoimista.

Lyhyt ydinvoimala

Että ne erotetaan, joten tämä on mitä atomi ytimen retentio hajoamisessa on erittäin tärkeä ja suuri protoneille ja neutroneille, jotka sijaitsevat hyvin lyhyellä etäisyydellä toisistaan, mutta tietyllä etäisyydellä (niin sanottu "alue" voimasta ), ne putoavat hyvin nopeasti, paljon nopeammin kuin sähkömagneettiset. Alue voi olla myös kohtalaisen suuren ytimen koko, vain useita kertoja enemmän kuin proton. Jos laitat protonin ja neutronin, joka on verrattavissa tähän alueeseen, he houkuttelevat toisiaan ja muodostavat Daytonin; Jos heidät puristetaan pidemmälle etäisyydelle, he tuskin tuntevat olonsa lainkaan vetovoimaa. Itse asiassa, jos ne ovat liian lähellä toisiaan, niin että ne alkavat päällekkäisyyksiä, he todella torjuvat toisiaan. Tämä on tällaisen konseptin monimutkaisuus kuin ydinvoimat. Fysiikka kehittyy jatkuvasti jatkuvasti sen toiminnan mekanismin selittämiseksi.

Ydinvoiman vuorovaikutuksen fyysinen mekanismi

Materiaaliprosessissa, mukaan lukien nukleonien välisen vuorovaikutuksen on oltava materiaalin kantajat. Ne ovat Qenta Nuclear Field - Pi-mesons (peonies), joiden vaihtoa ovat nähtävyyksiä nukleonien välillä.

Quantum Mechanicsin periaatteiden mukaan PI-Mesons, sitten tapaus syntyy ja välittömästi katoaa, muodostaa jotain pilvestä, jota kutsutaan meson-kerrokseksi alaston ytimen ympärillä (muista elektronin pilvet atomeissa). Kun kaksi nukleonia, jota ympäröivät tällaiset turkispyrskyt, osoittautuvat noin 10-15 m, peonian vaihto vaihdetaan kuin valenssin elektronien vaihto atomeissa molekyylien muodostumisen aikana ja vetovoima esiintyy nukleonien välillä.

Jos nukleonien väliset etäisyydet tulevat alle 0,7 - 10-15 m, ne alkavat vaihtaa uusia hiukkasia - niin kutsuttu. Ω ja ρ-mesons, jonka seurauksena ei ole vetovoimaa nukleonien ja vastenmielisyyden välillä.

Ydinvoima: ytimen rakenne yksinkertaisimmasta enemmän

Yhteenveto kaikki edellä mainitut, voit huomata:

• vahva ydinvoimainen vuorovaikutus on paljon heikompi kuin sähkömagneettismi etäisyyksillä, paljon enemmän kuin tyypillisen ytimen koko, joten emme kohda jokapäiväisessä elämässä; mutta
• lyhyillä etäisyyksillä verrattavissa olevaan ytimeen on paljon vahvempi - vetovoima (edellyttäen, että etäisyys ei ole liian lyhyt), voi voittaa sähköisen repulsion protonien välillä.

Joten tämä voima on vain etäisyydellä vertailukelpoisia ytimen koon. Alla oleva kuva näyttää näkymän riippuvuudestaan \u200b\u200bnukleonien välisestä etäisyydestä.

Suuret ytimet pidetään yhdessä enemmän tai vähemmän samaa voimaa, jonka Deuteron pitää yhdessä, mutta prosessin yksityiskohdat ovat monimutkaisia, joten niitä ei ole helppo kuvata. Niitä ei myöskään ole täysin ymmärretty. Vaikka ytimen fyysikkojen pääpiirteet tutkittiin vuosikymmenien ajan, monet tärkeät yksityiskohdat ovat edelleen aktiivisesti tutkillisia.

1.3.1 . Atomin ytimessä on monimutkainen rakenne. ja koostuu tunti-Titz nukleons. On olemassa kahdenlaisia \u200b\u200bnukleoneja - protonit ja neutronit .
Protonit - Nucleons, joiden paino 1 am.m. positiivisella latauksella yksikkö, eli elektronin perusmaksu.
Neutroni - elektrofeer 1 aEM.
*) Tiukasti, protonien ja neutronien massoja ovat jonkin verran erilaisia: m p \u003d 1,6726. 10 -24. g. ja m n \u003d 1,67439. 10 -24. g. . Tästä erottelu on edessä.

1.3.2. Ytimen massana käytännössä yhtä suuri kuin A, Charge Nucleus - Z ja Proton ja Neutron Massat käytännöllisesti katsoen sama Tällaisilla ideoilla olisi toteutettava myönnettävä Elektronisen stabiilin atomin ytimessä koostuuz. Protonit ja (A. - z. ) Neutroni.Näin ollen elementin atomin numero ei ole muuta kuin Atom-ytimen protonin lataus, joka ilmaistaan \u200b\u200belementaarisessa elektronimaksuissa.Toisin sanoen, z. - Tämä on numero protonit atomin ytimessä.


1.3.3 . Prottonien läsnäolo (hiukkaset, joissa on yksi merkki olevan sähköisen varauksen), johtuen niiden repulsion ansiosta niiden tulisi johtaa nukleonien käyttöönottoon. Todellisuudessa tämä ei tapahdu. Kestävien ytimien lukumäärän olemassaolo johtaa siihen, että ytimen nukleonien olemassaolo on tehokkaampi kuin riipukset, ydinvoima vetovoima, Joka, joka voittaa protonien coulomb repulsion, kiristä nukleonit stabiiliksi rakenteeksi - ytimeen.

1.3.4. Kaavan (1.4) määritetyn atomien ytimen koko on noin 10-13 cm. Näin ollen ydinvoimaloiden ensimmäinen ominaisuus (riipus, gravitaatio ja muut) shorty: ydinvoimat toimivat vain alhaisilla etäisyyksillä, jotka ovat vertailukelpoisia suuruusluokassa itse nukkeiden koko.
Ei edes tiedä, millainen materiaalikasvatus on protonia tai neutronia, voit arvostaa niitä Tehokas Kokoja pallon di-animaattona, jonka pinnalla on kaksi vierekkäisen protonin ydinvoimaa tasapainoisesti niiden Coulomb Repulsion. Kokeet sirontakiihdyttimellä elektronien ytimien kanssa ansiosta Oce-langan tehokas nukleon säde R H ≈ 1.21. 10 -13 cm.

1.3.5 . Ydinvoimien pikaneettisenä, niiden toinen ominaisuus seuraa, viitataan lyhyesti kyllästys . Se tarkoittaa sitä Mikä tahansa nukleon-ydin on vuorovaikutuksessa kaikkien muiden nukleonien kanssa, vaan vain rajoitetulla määrällä nukleoneja, jotka ovat suorat naapurit.


1.3.6. Ydinvoimien kolmas omaisuus - ne tasa-arvo. Koska oletetaan, että molempien lajien nukleiden väliset vuorovaikutusvoimat ovat yksi luonteeltaan voimat, joten se lykätään, että yhtä kaukana rivillä 10 -13 cm kaksi protonia, kaksi neutronia tai protonia neutronin keskenään yhtä.


1.3.7. Proton vapaassa valtiossa (eli atomi-ytimien ulkopuolella ) vakaa . Neutronissa vapaassa valtiossa ei ole pitkään: se läpäisee romahtamisen protonin, elektronin ja Antinerino PERI-ONE puoliintumisaika T 1/2 \u003d 11,2 min. Järjestelmän mukaan:
O n 1 → 1 p1 + - 1 e + n
*) Antinerino (n) - aineen elektroninen hiukkanen nolla massan lepoa.

1.3.8. Joten, jokainen ydin pidetään täysin yksilöllinen, Jos kaksi pääominaisuutta tunnetaan - protonien z ja massan numero A, koska ero (a - z) määrittää ydinvoiman neutraalin määrän ytimen. Yksilölliset atomien yksilöidyt ytimet hyväksytään yleensä soittaa nuklidit.
Monien nuklidien joukossa (ja ne tunnetaan parhaillaan yli 2000 - luonnollisia ja keinotekoisia) on olemassa niitä, joissa yksi kahdesta mainituista ominaisuuksista on sama, ja toinen on erilainen suuruusluokkaa.
Nuklidit samalla Z (protonit) puhelu isotooppit. Pos-rengas Atomiluku määrittää säännöllisen syövän D.I. RemeleEevan yksilöllisyyden mukaan vain kemiallinenelementtitomin ominaisuudet, in isotooppit on aina ilmoitettu viitaten vastaavaan kemialliseen elementtiin säännöllisessä järjestelmässä.
Esimerkiksi 233 U, 234 U, 235 U, 236 U, 238 U, 239 U - Kaikki tämän uraanin isotoopit, jotka elementtien määräaikaisessa järjestelmässä on sekvenssinumero z \u003d 92.
Isotooppit kemiallinen elementti Kuten näet , pidä yhtä monta protonia, mutta erilaisia \u200b\u200bneutroneja.

Nuklidit yhtä suuret massa (A. ), mutta eri maksut z kutsutaan isobami . Isobara, toisin kuin isotooppit, - erilaisten kemiallisten elementtien nuklidit.
Esimerkit. 11 kohdassa 5 ja 11 S 4 - Boron ja hiilen nuklidien isobara; 7 li 3 ja 7 ve 4 - litiumin ja beryllium-nuklidien isobarit; 135 J 53, 135 XE 54 ja 135 CS 55 ovat myös sellaisen jodin, ksenonin ja cesiumin lähteen.

1.3.9 . Kaapasta (1.4) on mahdollista arvioida nukleonien tiheys myrkky RADI: ssä ja ydinaineen massatiheys. Kun otetaan huomioon pallon ytimellä, jossa on kauhistuttava R ja niiden volyymin nukleonien lukumäärä, yhtä suuri kuin ytimen lukumäärä ytimen yksikön tilavuudessa on seuraava:
N H \u003d A / V I \u003d 3A / 4R 3 \u003d 3A / 4P (1.21. 10 -13 A 1/3) 3 \u003d 1,348. 10 38. nukl / cm 3,
A, koska yhden ytimen massan on 1 ee.m. \u003d 1,66056. 10 -24. g. Ydintiheys löytyy seuraavasti:
γ yv \u003d nm n \u003d 1,348. 10 38.1.66056. 10 -24 ≈ 2.238. 10 14. g / cm 3.= 223 800 000 t / cm 3
Annetun laskennan järjestys osoittaa, että ydinaineen tiheys on sama kaikkien kemiallisten elementtien ytimissä.
Äänenvoimakkuus. per 1 nukleoni ytimessä, v i/ A \u003d 1 / n \u003d 1/1/1348. 10 38 \u003d 7.421. 10 -39 cm 3.
- myös sama kaikille ytimille, Siksi keskimääräinen etäisyys naapurimaisten nukleonien keskuksen välillä missä tahansa sydämessä (joka voidaan kutsua ytimen keskimääräiseen halkaisijaan) on sama
D H \u003d (V) 1/3 \u003d (7.421. 10 -39) 1/3 \u003d 1,951. 10 -13 köyttää .

1.3.10. Protonien ja neutronien sijainnin tiheys ATO-MA: n ytimen nykyiseen, vähän tunnetaan. Koska protonit, ei-neutronissa sovelletaan paitsi ydinvoiman ja painovoiman vetovoiman, vaan myös Coulomb Repulsion, voidaan olettaa, että ytimen protonivahde on enemmän tai vähemmän tasaisesti sen pinnat.

Koulutuksen lopussa monet lukion opiskelijat, heidän vanhempansa ja tuhannet nuoret ammattilaiset kohtaavat vaikean valinnan - korkeakouluopetuksen (yliopisto) valinta. On melko vaikeaa navigoida eikä sekoittaa yliopistojen, instituutioiden ja tiedekunnien monimuotoisuuteen. Lue arvosteluja opiskelijoille, opettajat, valmistuneet ennen kuin saat. Oikea valikoima oppilaitoksen on avain menestykseen tulevassa uralla!

Tiettyjen protonien ja neutronien koostuva atomiydin on yksi kokonaisuutena johtuen tietyistä voimista, jotka toimivat ytimen nukleonien välillä ja kutsutaan ydin. Kokeellisesti osoitetaan, että ydinvoimat ovat erittäin suuria arvoja, paljon enemmän kuin protonien välisen sähköstaattisen repulsion teho. Tämä ilmenee, että ytimen nukeleiden joukkovelkakirjojen erityinen energia on paljon enemmän kuin Coulomb Repulsion -joukkojen työ. Harkitse ydinvoimien tärkeimmät ominaisuudet.

1. Ydinvoimat ovat lyhyen alueen vetovoimajoukot . Ne ilmenevät vain hyvin alhaisilla etäisyyksillä nukleonien välillä noin 10-15 m. Tilauksen (1,5 - 2,2) · 10-15 m etäisyys kutsutaan ydinvoimaloiden toimintojen säde, Ydinvoimat vähenevät nopeasti. Tilauksen (2-3) m etäisyydellä nukleonien ympäröivä vuorovaikutus on käytännössä poissa.

2. Ydinvoimaloilla on omaisuus. kyllästys, nuo. Jokainen ydin on vuorovaikutuksessa vain tietyn määrän lähellä olevia naapureita. Tämä ydinvoimaloiden luonne ilmenee likimääräisessä kasvussa nukleonien liitännän erityisenergian nousussa latausnumerossa MUTTA\u003e 40. Itse asiassa, jos ei ole kylläisyyttä, erityinen sitova energia kasvaa ytimen nukleonien määrän kasvuun.

3. Ydinvoiman ominaisuus on myös heidän riippumattomuus . Ne eivät ole riippuvaisia \u200b\u200bnukeleiden latauksesta, joten protonien ja neutronien väliset ydinvoimavaikutukset ovat samat. Ydinvoimaloiden veloitus on näkyvissä viestinnän energioiden vertailusta mirror-ytimet . Niin kutsutaan ytimiä, joissa sama kokonaismäärä nukleoneja, mutta protonien määrä yhdessä on yhtä suuri kuin neutronien määrä toisella. Esimerkiksi heliumnuklein ja vakavan vety-tritiumin sitova energia vastaavasti 7,72 Mev ja 8,49. Mev. Näiden ytimien tiedonsiirto-energioiden ero, joka vastaa 0,77 MEV: tä, vastaa ytimen kahden protonin Coulomb Repulsionin energiaa. Uskoa, että tämä arvo on yhtä suuri, voidaan todeta, että keskimääräinen etäisyys r.ydin protonien välillä on 1,9 10-15 m, mikä on yhdenmukainen ydinvoimien säteen arvon kanssa.

4. Ydinvoima eivät ole keskeisiä ja riippuu vuorovaikutteisten nukleonien piireiden keskinäisestä suuntauksesta. Tämä vahvistetaan orto- ja parvododorodimolekyylien eri ominaispiirreillä. Molempien protonien takana olevan ortodorodin molekyylissä on yhdensuuntainen toistensa kanssa ja paraguodon molekyylissä ne ovat anti-rinnakkaisia. Kokeet ovat osoittaneet, että neutronien hajottaminen parachododilla on 30 kertaa ortoder-tehtaan sironta.

Ydinvoimien monimutkainen luonne ei salli yhtenäisen ydinvoimavaikutuksen yhtenäistä johdonmukaista teoriaa, vaikka ehdotettiin monia erilaisia \u200b\u200blähestymistapoja. Japanilaisen fysiikan hypoteesin mukaan H. Yukawa, jonka hän ehdotti vuonna 1935, ydinvoimat johtuvat vaihtoon - mesons, ts. Elementaariset hiukkaset, joiden massa on noin 7 kertaa pienempi kuin nukleonien massa. Tämän mallin mukaan ytimessä m.- Mass Meson) lähettää Meson, joka liikkuu nopeudella lähellä valon nopeutta, kulkee etäisyyden , jonka jälkeen toinen ydin imeytyy. Toinen ydin antaa puolestaan \u200b\u200bmyös meson, joka imeytyy ensin. Mallissa H. Yukawa siten etäisyys, jolla nukleonit vuorovaikutuksessa määritetään mesonien mittarilukeman pituudella, joka vastaa etäisyyttä m. Ja suuruusluokkaa vastaavat ydinvoimien toiminnan säteellä.

Käännymme vaihdon vuorovaikutuksen huomioon nukleonien välillä. On positiivisia, negatiivisia ja neutraaleja mesons. Latausmoduuli - tai - Mesons on numeerisesti yhtä suuri kuin perusmaksu e.. Massalaata - Mesons ovat samat ja yhtä suuret kuin (140 Mev), Mass - Meson on 264 (135 Mev). Spin molemmat ladatut että neutraalit - Mesons ovat 0. Kaikki kolme hiukkasia ovat epävakaa. Lifetime - ja - Mesons on 2.6 peräkkäin- Meson - 0,8 · 10 -16 peräkkäin. Nucleonien välinen vuorovaikutus suoritetaan jonkin seuraavan kaavion mukaisesti:

(22.7)
1. Nucleons Exchange Mesons:

Tässä tapauksessa protoni lähettää - Meson, muuttuu neutroniksi. Meson imeytyy neutronilla, joka johtaa protoniksi, sitten sama prosessi etenee vastakkaiseen suuntaan. Siten kukin vuorovaikutusta nukleonista käytetään osaa varautuneessa tilassa ja osa on neutraali.

2. Nucleons Exchange - Mesons:

3. Nucleons Exchange - Mesons:

. (22.10)

Kaikki nämä prosessit osoittautuvat kokeellisesti. Erityisesti ensimmäinen prosessi vahvistetaan, kun neutronipalkki kulkee vedyn läpi. Liikkuvat protonit näkyvät palkissa ja vastaava määrä lähes lepäämättömiä neutroneja havaitaan kohteella.

Kernel-mallit. Ydinvoimaloiden matemaattisen lain puuttuminen ei salli yhden ytimen teorian luomista. Yritetään luoda tällaista teoriaa vakavissa vaikeuksissa. Seuraavassa on joitain niistä:

1. Tietämyksen riittämättömyys kestävien nukleonien välillä.

2. Extreme Bulky monien elinten kvanttiongelmasta (ydin massamäärällä MUTTA edustaa järjestelmää MUTTA puh).

Nämä vaikeudet joutuvat menemään matkan varrella luoda ydinmalleja, joiden avulla voit kuvata suhteellisen yksinkertaisen matemaattisen keinon avulla tietyt ytimen ominaisuudet. Mikään tällaisista malleista ei voi antaa ehdottoman tarkan ytimen kuvauksen. Siksi sinun on käytettävä useita malleja.

Alla malli ydin Ydinfysiikassa he ymmärtävät fyysisten ja matemaattisten oletusten yhdistelmän, jolla on mahdollista laskea ydinjärjestelmän ominaisuudet, jotka koostuvat MUTTA Nukleons. Monet erilaiset monimutkaisuuden määräykset on ehdotettu ja kehitetty. Tarkastelemme vain tunnetuimpia niistä.

Hydrodynaaminen (DISP) -ydin mallise kehitettiin vuonna 1939. N. BOROK ja Neuvostoliiton tutkija Ya. Frenkel. Sen perustanut oletetaan, että ytimen suuren tiheyden vuoksi ja niiden välinen äärimmäisen voimakas vuorovaikutus, yksittäisten nukleonien itsenäinen liike on mahdotonta ja ytimessä on pudotus varautuneesta nesteen tiheydestä. Kuten tavanomaisen nesteen pudotuksen tapauksessa ytimen pinta voi vaihdella. Jos värähtelyn amplitudi tulee melko suureksi, keskeinen osasto tapahtuu. Tiuhkomalli mahdollisti kaavan saamiseksi ytimessä nukleonien sitoutumisen energialle, selitti joitain ydinreaktioiden mekanismia. Tämä malli ei kuitenkaan salli selittää suurimman osan atomien ytimien aloittamisen spektreistä ja joidenkin niistä erityisestä stabiilisuudesta. Tämä johtuu siitä, että hydrodynaaminen malli on hyvin suunnilleen heijastanut ytimen sisäisen rakenteen olemusta.

Sheath-mallin ytimen Kehitetty 1940-1950 American Fysiikka M. Geppert - Mayer ja saksalainen fyysikko H. Iense. Se olettaa, että jokainen ydin liikkuu toisistaan \u200b\u200briippumatta eräässä keskisuurissa potentiaalisessa kentässä (potentiaalinen kuoppa, jonka jäljellä olevat ytimet ovat luoneet. Osana kuorimallia, toimintoa ei lasketa, mutta se on valittu siten, että paras sopimus Kokeelliset tiedot voidaan saavuttaa.

Potentiaalisen kuopan syvyys on yleensä ~ (40-50) Mev Ja ei riipu ytimen nukleonien lukumäärästä. Kvanttimuodon mukaan kentällä olevat nukkeet ovat tietyillä erillisillä energian tasolla. Shell-mallin luojien tärkein oletus nukleonien itsenäisellä liikkuvuudella keskimääräisessä potentiaalisessa kentässä on ristiriidassa hydrodynaamisen mallin kehittäjien tärkeimpiin asentoihin. Siksi ytimen ominaispiirteet, jotka ovat hyvin kuvattuja hydrodynaamisessa mallissa (esimerkiksi viestintäenergian arvo), eivät löydä selityksiä kuorimallin puitteissa ja päinvastoin.

Ytimen yleinen malli , Joka on suunniteltu 1950-1953, yhdistää hydrodynaamisten ja kuorimallien luojien tärkeimmät määräykset. Yleinen malli olettaa, että ydin koostuu sisäisestä vakaa osa - saari, joka muodostuu täytettyjen kalvojen ytimistä ja ulkoiset nukleonit, jotka liikkuvat saaren nukleonien muodostamassa kentällä. Tältä osin saariliike kuvataan hydrodynaamisella mallilla ja ulkoisten nukleonien liikkuminen - kuoret. Koska vuorovaikutusta sydämen ulkoisten nukkeiden kanssa voidaan muodostaa epämuodostumaan, ja ytimen pyöritetään muodonmuutosakselin kohtisuorassa akselilla. Yleinen malli mahdollisti atomi-ytimien pyörimis- ja värähtelevien spektrien tärkeimmät ominaisuudet sekä nelikulmaisen sähköisen hetken suuret arvot joissakin niissä.

Tarkistimme tärkeimmät fenomenologiset, ts. Kuvailevat, ytimen mallit. Kuitenkin täydellisen ymmärryksen ydin vuorovaikutuksen luonteesta, joka määrittää ytimen ominaisuudet ja rakenne, on välttämätöntä luoda tällainen teoria, jossa ytimen katsotaan olevan vuorovaikutusyhdisteenä.