Геометрическая оптика

Элементы ядерной физики

Атомное ядро Ядерные реакции. Закон радиоактивного распада. Цепная реакция деления ядер Ядерные реакторы Термоядерная реакция синтеза. Проблема источников энергии и возможные пути ее решения.

Основные характеристики атомного ядра.

Атомное ядро обладает электрическим зарядом Ze (e — заряд про­тона; Z — зарядовое число ядра, равное числу протонов в ядре и совпадающее с порядковым номером химиче­ского элемента в периодической системе элементов Мен­делеева). Массовое число А определяет общее число нук­лонов в ядре, так что число нейтронов равно А — Z. Масса тя ядра оказывается несколько меньше суммы масс покоя нуклонов, образующих ядро:

(13.1)

В настоящее время известны ядра с зарядовым числом Z от 1 до 107 и массовым числом Л от 1 до 262. Атомное ядро обычно обозначают тем же символом, что и соответ­ствующий химический элемент, указывая слева от симво­ла сверху число нуклонов А. а снизу зарядовое число ядра, например Ядра с одинаковыми за-

рядовыми числами Z, но разными А, называются изото­пами. Они имеют разное число нейтронов N = A — Z. Ядра с одинаковыми массовыми числами А, но разными Z, называются изобарами. Например, водород (Z = 1) имеет три изотопа:

— ядро протия (N = 0), или обычного водорода;

— ядро дейтерия (N = 1 — один нейтрон),

или тяжелого водорода; V

— ядро трития (N = 2 — два нейтрона), или сверхтяжелого водорода.

Примером изобар служат ядра бериллия, бора и угле­рода:

— изобары. (13.3)

Для легких ядер (водород, литий) энергетически выгодным является процесс их слия­ния, т. е. синтез более тяжелых ядер; для тяжелых (уран, плутоний) в определенных условиях возможен процесс деления. Эти процессы находят практическое применение при реализации термоядерного синтеза и в ядерных реак­циях деления.