ЗМІСТ
Введення. 3
1. Фізика атомного ядра. Структура атомних ядер. Ядернісили. 5
2. Енергія зв'язку ядер. Дефект маси. Ядерні сили. Ядерніреакції. 7
3. Закон радіоактивного розпаду 12
4. Вимірювання радіоактивності і радіаційний захист 14
Висновок. 19
Список використаної літератури. 21
Введення.
Атомнафізика виникла на рубежі 19-20 вв. на основі досліджень оптичних спектрів.Вона займалася вивченням будови атома і вивченням його властивостей. Буларозроблена кількісна теорія атома. Наступні дослідження властивостейатомів і електронів завершилися створенням квантової механіки - фізичноїтеорії, що описує закони мікросвіту. Квантова механіка є теоретичнимфундаментом атомної фізики, а вона в свою чергу виступає дослідним полігоном.Атомною фізикою встановлені оптичні спектри атомів різних хімічнихелементів, зв'язок закономірностей спектрів з системою енергетичних рівнів,підтвердила те, що внутрішня енергія атома квантів і змінюється дискретно.Внаслідок вивчення радіоактивності відбулося виділення ядерної фізики,вивчає взаємоперетворення елементарних частинок - фізика елементарних частинок.Атомна фізика досягла величезних успіхів у вивченні процесів, що відбуваються ватомних ядрах і взаємоперетворення елементарних частинок. Але ця дисциплінавивчає ту частину, в якій не відбувається зміна з самим ядром, а тільки зелектронною оболонкою. Ядерна фізика вивчає перетворення атомних ядер,відбуваються як в результаті радіоактивних розпадів, так і в результатірізних ядерних реакцій. Досягнення ядерної фізики немислимі безвикористання досягнень фізики і техніки прискорювачів заряджених частинок. Саместворення різних прискорювачів елементарних частинок допомогли дослідникам підбагатьох проблемах вивчення атомних ядер і їх перетворень. Важливою частиною ядерноїфізики є нейтронна фізика, що займається ядерними реакціями,відбуваються під дією нейтронів. Сучасна ядерна фізика розпадаєтьсяна дві взаємопов'язані гілки - теоретичну та експериментальну ядернуфізику. Теоретична працює з моделями атомних ядер і ядерних реакцій.Експериментальна ядерна фізика використовує найбагатший арсенал сучаснихдослідницьких засобів, включаючи ядерні реактори (як джерела могутніхпучків нейтронів), прискорювачі заряджених частинок (як джерело прискоренихелектронів, протонів, іонів, мезонів і т.д.), різноманітні детектори часток. [1]Ядерно-фізичні дослідження мають величезне чисто наукове значення, дозволяючиглибше проникати в таємниці природи. У той же час ці дослідження важливі й дляпрактичного використання в ядерній енергетиці, медицині, в ядерних реакторахна криголамах, для вивчення ядерних реакцій для використання в мирних цілях,для синтезу матеріалів. Наша робота також присвячена ядерним реакціям,радіоактивності та способам захисту від результатів ядерних реакцій.
1. Фізика атомногоядра. Структура атомних ядер. Ядерні сили.
Характерпов'язаної системи мікрооб'єктів, як і будь-якої системи, залежить не тільки відскладу і будови її елементів, але й від їхньої взаємодії. Саме такевзаємодія визначає зв'язаність і цілісність системи. З рівнемдосягнутих знань змінювалось і уявлення про структуру речовини. В якостіпервинної системи мікрооб'єктів спочатку розглядалися молекули як найменшіодиниці речовини. Самі уявлення про структуру молекули поступововдосконалювалися та уточнювалися. Існувала думка, що структура молекуливиникає завдяки взаємодії різнойменно заряджених атомів або групатомів. Але це було не досконале судження. Надалі дослідникивстановили, що при утворенні структур різні атоми не простовзаємодіють, але відомим образом перетворять один одного, так в результатівиходить цілісність або пов'язана система. Пізніше структуру молекул сталипов'язувати з поняттям валентності елемента. Подальшим кроком у цьому напрямкубуло вивчення того, яку роль в утворенні молекул з атомів грає ступіньнапруженості та енергії, з якою вони зв'язуються один з одним. З усьогоцього необхідно усвідомити головне: структура з точки зору системного підходуявляє собою упорядковану зв'язок і взаємодія між елементамисистеми, завдяки якій і виникають нові цілісні її властивості. У такійхімічної системі, як молекула, саме специфічний характер взаємодіїатомів визначає нові цілісні властивості молекули.
Резерфордпоклав основу ядерної моделі атома як цілісної системи. Вона полягає увзаємодії ядра атома, що знаходиться в центрі атома і електронів, що обертаютьсянавколо ядра. Ядро складається з позитивно заряджених протонів і не маютьзаряду нейтронів. Число електронів в атомі дорівнює числу протонів у ядрі. Т.к.маса електронів у 2000 разів менше маси протонів або нейтронів, тому всямаса атома зосереджена в ядрі. Різні електрони пов'язані з ядром в різнійступеня, деякі з них атом легко втрачає, при цьому система переходить вінший стан, атом ставати позитивним іоном. Купуючидодатковий електрон, атом перетворюється в негативний іон. При поглинанніелектромагнітного випромінювання, наприклад світла, атом збуджується і здійснюєквантовий перехід з нижнього рівня на більш високий. У зв'язку з цим говорять проенергетичних рівнях атома, які визначають стан атома як системи.
Атомне ядрояк цілісна система існує завдяки силам притягання, що зв'язуютьпротони і нейтрони в атомному ядрі. Ці сили називаються ядерними або сильнимвзаємодією. Так як за здатністю до сильному взаємодії протон інейтрон не відрізняються один від одного, тому їх розглядають як одну частинку- Нуклон. Сильна взаємодія діє на малих відстанях (10 -15 м) і перевершує електромагнітне і гравітаційне, але воно зменшується ззбільшенням відстані.
Атомне ядробудь-якого хімічного елемента складається з протонів і нейтронів, зв'язаних міжсобою ядерними силами (сильним взаємодією). Протон - ядро ​​атома воднюмає позитивний заряд, рівний абсолютній величині заряду електрона і спін(Власний механічний момент імпульсу) Нейтрон - електронейтральності частинкаc таким же як у протона спіном. Протони і нейтрони мають дуже близькі маси(Маса нейтрона більша маси протона приблизно на дві маси електрона) інерозрізнені з точки зору ядерних сил (т.зв. зарядова незалежністьядерної взаємодії ), їх зазвичай називають нуклонами , тобто,"Ядерними частинками". Ядра, які мають однакове число протонів, алерізне число нейтронів, називаються ізотопами . У легких і середніх ядерчисло протонів і нейтронів приблизно однаково.
Дифракційнерозсіювання дозволяє отримати відомості не тільки про розмір, але і про розподілматерії всередині ядра. Щоб пояснити, чому протони усередині ядра дуже міцнопов'язані, треба було ввести нову фундаментальну силу. Для подоланняелектростатичного відштовхування протонів ці (ядерні) сили повинні бути більшеелектростатичних.
Всучасній фізиці, заснованої на квантових принципах, замість сил прийнятовикористовувати поняття (потенційної) енергії взаємодії, тому, самепотенційна енергія взаємодії входить в рівняння Шредінгера [2] або його узагальнення. Це дозволяє знайти стану системи (хвильові функції),розрахувати рівні енергії і (в принципі) визначити всі експериментальновимірювані характеристики, досліджуваного об'єкта. Так і ядерна взаємодіязамість введення сил зручно задавати за допомогою потенційної енергії. Якщо невраховувати досить слабке електростатичне відштовхування, то сильна взаємодіяпротона з протоном, протона з нейтроном і нейтрона з нейтроном буде в будь-якому зцих випадків одним і тим же. Ця взаємодія називають нуклон - нуклон .
Точнааналітична залежність енергії нуклон - нуклонного взаємодії від відстаніміж нуклонами досі точно не відома. При розрахунках використовуютьнапівемпіричний вид потенціалу, який отримують з дослідів з розсіюванняпротонів і нейтронів на протонах.
Основнівластивості та будова ядра
1. Ядром називаєтьсяцентральна частина атома, у якій зосереджен...
