ТЕМА: АТОМНЕ ЯДРО

ПЛАН

1. Будова атомних ядер.

2. Дефект маси та енергія зв’язку.

3. Ядерні сили.

4. Феноменологічні моделі ядра.

5. Закон радіоактивного розпаду.

6. Ядерні реакції.

7. Реакція ядерного поділу. Ланцюгова реакція.

8. Термоядерні реакції; керовані термоядерні реакції.

1. Заряд ядра визначається числом позитивних зарядів (протонів), які знаходяться у ядрі. Оскільки атом у цілому електронейтральний (q_a=0), а заряд електронної оболонки = - Zе, де е – заряд електрона, а Z – кількість електронів, тоді заряд ядра дорівнює:

е = 1,6 ^. 10^-19 Кл,

Z – порядковий номер елемента у таблиці Менделєєва.

Оскільки маса електрона дуже мала: m = 9,1 ^. 10^-31 кг, то в ядерній фізиці вводять позасистемну одиницю для маси, яку називають атомна одиниця маси (АОМ).

1 АОМ = 1,66 ^. 10^-27 кг

За 1 АОМ приймають 1/12 маси ізотопу вуглецю С.

Ізотопи хімічних елементів – це ядра, які мають однаковий заряд, але різну масу, ізобари – навпаки. Введемо поняття масового числа А.

А–ціле число, найближче до маси атома, яке дорівнює кількості нуклонів (протонів, нейтронів) у ядрі.

Символічний запис позначення ядра

На основі експериментів із розсіюванню швидких нейтронів на ядрах різних хімічних елементів було проведене оцінювання розмірів ядра: r~ 10^-15м. Густина ядерної речовини дуже велика і не йде ні в яке порівняння зі звичайними величинами: r ~ 10¹⁷ кг/м³. До складу ядра, як ми знаємо, входять протони, що визначають його позитивний заряд. А як же бути з масою речовини, яка залишилась (A-Z)?

Тоді, в свій час, було зроблено припущення про те, що до складу ядра входять електрони (протонно-електронна модель ядра). Однак ця модель з її висновками суперечила існуючим експериментальним фактам. У 1933 році англійський фізик Чєдвік установив, що при бомбардуванні ядер атомів різними частками виникає дуже проникливе випромінювання, яке складається з незаряджених часток. Так був видкритий нейтрон. А Іваненко і Гапон створили протонно-нейтронну модель ядра. Тоді N = A - Z.

N – кількість нейтронів у ядрі.

Тепер зрозуміло, що ізотопи відрізняються кількістю нейтронів.

Водень має три ізотопи:

(протій) – протон

(дейтерій) –дейтон

(тритій) – тритон.

2. Оскільки ядро – стійка структура, то між нуклонами ядра повинен існувати певний зв’язок.