атомно ядро - свързани неутрони и протони система
1. атомно ядро - свързани неутрони и протони система
Атомното ядро - централната и много компактен част на атома, която е съсредоточена почти цялата си маса и всички положителни електрически заряд.
Ядро самото стопанство в близост до Кулон сили електроните в размер компенсиране своя положителен заряд образува неутрална атом. Повечето ядра имат форма, близка до сферичната. Ядрото е с размер на ≈ 10 -12 cm, която е четири порядъка по-малък от размера на атома (10 -8 cm). Плътността на вещество в ядрото -. около 230 милиона тона / cm 3.
Атомното ядро е открит през 1911 г. в серия от експерименти на разсейване на а-частици с тънък злато и платина фолио оформен в Cambridge (England) под ръководството на Rutherford. Установено е, че ъгловото разпределение на а-частици, разпръснати с атом е на формата
-Ти септември 10 cm / сек и се държи на мощен и малък обсег ядрени сили на взаимно привличане. Обхватът на ограничения размер на ядрени сили
10 -13 cm. Протони и неутрони имат размер от около 10 -13 cm и се считат за две различни състояния на нуклон на частиците наречен. Радиусът на сърцевините могат да бъдат приблизително изчислява по формулата R ≈ 1.3 1/3 · 10 -13 cm, където А - брой на нуклоните (общ брой протони и неутрони) в ядрото.
Таблица 1. Свойства на свободен неутрон и протон
Свойства на свободен неутрон и протона
Quantum брой - спин
Spin Z = 6,58 · 10 -22 · в MeV
Електрически заряд,
QE = (1.602176487 ± 40) · 10 -19 Cl
Електрически диполен момент
D, Е · cm
Барионен заряда
Charge радиус FM
Разпределението на радиус
магнитен момент FM
Проекцията на isospin Iz
Квантовата номера S, C, Ь, т
Среден живот
Ядрен взаимодействие (взаимодействие между нуклоните в ядрото) възниква поради факта, че нуклоните обменят мезони. Това взаимодействие - показва силно взаимодействие между основен изварата, които се състоят от нуклоните и мезони.
Световната ядра е много разнообразна. Има около 3500 ядки, различни един от друг, или броя на протоните и неутроните номер, или и двете. Повечето от тях са произведени по изкуствен път.
264 ядра стабилен, т.е. Те не страдат с течение на времето не спонтанни трансформации.
Останалите ядро се подлагат на различни видове радиоактивно разпадане - алфа-разпад (емисия на алфа частици, т.е. ядрото на хелий атом); бета-разпад (едновременно емисии - и електрони или позитрон antineutrinos и неутрино и атомна абсорбция с електронен емисии неутрино); гама гниене (фотонна емисия), а другата деление.
Най-простият сближаване на разпределението на ядрената значение е разпределението Ферми (фиг. 1).
където ρ0 - плътност на ядрената материя в центъра на ядрото, R - радиусът на сърцевината (разстояние от основната център, в който плътността на ядрената материя попада два пъти), т - дебелината на повърхностния слой на ядрото (разстоянието, на което плътността на ядрената материя пада 0.9ρ0 0.1ρ0).
Параметри на и т са свързани с т ≈ 4.4а.
Фиг. 1. Разпределението на плътността на ядрената материя.
За ядра, разположени в близост стабилност долина, са установени следните модели:
- Пространствените разпределение на протоните и неутроните в ядрото са практически еднакви;
- плътност ядрен въпрос в центъра на ядрото ρ0 е приблизително еднакви във всички ядра и е
Фиг. 2. разпределението на плътността на материята ядра ядрени разположени в близост до стабилност Valley.
Фиг. 3. радиусите на ядра, получени в експериментите с електрон-разсейване на ядра.
Фиг. 4. неутронна основен слой 22 S:
ρn - плътност пространствено разпределение на неутрони,
ρp - плътност пространствено разпределение на протоните.
Атомни ядра близо стабилност Valley са доста компактни обекти. Тяхната радиуси диапазон от 1.5 до 3 FM за леки ядра и 7-8 FM за тежката.
Въпреки това, за ядра далеч от долината на стабилност, ситуацията е различна. За някои ядра претоварените неутрони се наблюдава т.нар неутрони слой - област близо до повърхността на сърцевината, при което коефициентът на нормализация като се вземат предвид N / Z неутрони плътност по-голяма от плътността на протони - ρn> ρp (виж фигура 4 ..).
В леките ядра с голямо съотношение на N / Z е открит неутрони хало. Неутронна хало наблюдава в ядрата в която неутрона свързващи енергия Вп <1 - 1.5 МэВ. Оказалось, что в гало-ядрах наряду с кором, для которого плотности распределения протонов и нейтронов с точностью до фактора Z/A совпадают, существует довольно большая область периферии ядра, в которой плотность распределения нейтронов ρn существенно больше плотности распределения ρp протонов – ρn> ρp.
Примери на ядра с неутрони хало, изотопи са 8 Той, 11 Li, 14 Be, 17 Б.
Радиус неутрони облак околната сърцевината на котвата е по същество по-голям от радиуса на ядрото определя от връзка R ≈ 1.3 1/3 FM. Така хало ядро 11 Li пространствено разпределение на две неутронни ядрени ореоли образуващи около кора 9 Li, се простира дотам, че радиус 11 Li ядро е сравнима с ядрената радиус 208 Pb (фиг. 5).
Фиг. 5. Разпределението на неутрони плътност
хало-ядра 8 и 11 Той Ли.
Също намерено ядра с протонна хало - 9 С, 17 F 17 Ne.
Най-подробна информация за разпределението на електрически заряди и токове в атомните ядра, получени при опити върху разсейването на бързи електрони на ядрата.
Данните за гъстотата на разпределение на ядрената значение са получени от експерименти на разсейване на адрони на ядра.