1) Дефект маси - різниця між масою спокою атомного ядра даного ізотопу, вираженою в атомних одиницях маси, і масовим числом даного ізотопу. У сучасній науці для позначення цієї різниці користуються терміном надлишок маси (англ. Mass excess). Як правило, надлишок маси виражається в кеВ.
2) Енергія связі.Большая енергія зв'язку нуклонів, що входять в ядро, говорить про існування ядерних сил, оскільки відомі гравітаційні сили занадто малі, щоб подолати взаємну електростатичне відштовхування протонів в ядрі. Зв'язок нуклонів здійснюється надзвичайно короткоживущими силами, які виникають внаслідок безперервного обміну частками, званими пі-мезонами, між нуклонами в ядрі.
Експериментально було виявлено, що для всіх стабільних ядер маса ядра менше суми мас складових його нуклонів, взятих окремо. Ця різниця називається дефектом маси або надлишком маси і визначається співвідношенням:
де і - маси вільного протона і нейтрона, - маса ядра.
Відповідно до принципу еквівалентності маси і енергії дефект маси являє собою масу, еквівалентну роботі, витраченої ядерними силами, щоб зібрати всі нуклони разом при утворенні ядра. Ця величина дорівнює зміні потенційної енергії нуклонів в результаті їх об'єднання в ядро.
Енергія, еквівалентна дефекту маси, називається енергією зв'язку ядра і дорівнює:
де - швидкість світла у вакуумі.
Іншим важливим параметром ядра є енергія зв'язку, яка припадає на один нуклон ядра, яку можна обчислити, розділивши енергію зв'язку ядра на число містяться в ньому нуклонів:
Ця величина являє собою середню енергію, яку потрібно затратити, щоб видалити один нуклон з ядра, або середня зміна енергії зв'язку ядра, коли вільний протон або нейтрон поглинається в ньому.
Як видно з поясняющего малюнка, при малих значеннях масових чисел питома енергія зв'язку ядер різко зростає і досягає максимуму при (приблизно 8,8 МеВ). Нукліди з такими масовими числами найбільш стійкі. З подальшим зростанням середня енергія зв'язку зменшується, проте в широкому інтервалі масових чисел значення енергії майже постійно (МеВ), з чого випливає, що можна записати.
Такий характер поведінки середньої енергії зв'язку вказує на властивість ядерних сил досягати насичення, тобто на можливість взаємодії нуклона тільки з малим числом «партнерів». Якби ядерні сили не мали властивість насичення, то в межах радіусу дії ядерних сил кожен нуклон взаємодіяв б з кожним з інших і енергія взаємодії була б пропорційна. а середня енергія зв'язку одного нуклона не була б постійною у різних ядер, а зростала б зі зростанням.
Загальна закономірність залежності енергії зв'язку від масового числа описується формулою Вайцзеккера в рамках теорії крапельної моделі ядра.
3) Стійкість ядер. З факту зменшення середньої енергії зв'язку для нуклідів з масовими числами більше або менше 50-60 випливає, що для ядер з малими енергетично вигідний процес злиття - термоядерний синтез, що призводить до збільшення масового числа, а для ядер з великими - процес поділу. В даний час обидва ці процеси, що призводять до виділення енергії, здійснені, причому останній лежить в основі сучасної ядерної енергетики, а перший знаходиться в стадії розробки.
Детальні дослідження показали, що стійкість ядер також істотно залежить від параметра - відношення чисел нейтронів і протонів. В середньому для найбільш стабільних ядер [10]. тому ядра легких нуклідів найбільш стійкі при. а з ростом масового числа все більш помітним стає електростатичне відштовхування між протонами, і область стійкості зсувається в бік (див. пояснювальний рисунок).
Якщо розглянути таблицю стабільних нуклідів, що зустрічаються в природі, можна звернути увагу на їх розподіл по парних і непарних значень і. Всі ядра з парними значеннями цих величин є ядрами легких нуклідів. . . . Серед изобар з непарними A, як правило, стабільний лише один. У разі ж парних часто зустрічаються по два, три і більш стабільних ізобар, отже, найбільш стабільні парно-парні, найменш - непарній-непарні. Це явища свідчить про те, що як нейтрони, так і протони, виявляють тенденцію групуватися парами з антипаралельними спинами, що призводить до порушення плавності вищеописаної залежності енергії зв'язку від [1].
Таким чином, парність числа протонів або нейтронів створює певний запас стійкості, який призводить до можливості існування декількох стабільних нуклідів, що розрізняються відповідно по числу нейтронів для ізотопів і по числу протонів для Ізотон. Також парність числа нейтронів в складі важких ядер визначає їх здатність ділитися під впливом нейтронів [2].
4) Правило зміщення: при а-розпаді ядро втрачає позитивний заряд 2е, і його маса зменшується приблизно на 4 а.е.м .; при b-розпаді заряд ядра збільшується на 1е, а маса не змінюється.
5) Гамма-випромінювання (гамма-промені, # 947; -лучи) - вид електромагнітного випромінювання з надзвичайно малою довжиною хвилі - <5·10−3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами.
Гамма-квантами є фотони з високою енергією. Вважається, що енергії квантів гамма-випромінювання перевищують 105 еВ, хоча різка межа між гамма і рентгенівським випромінюванням не визначена. На шкалі електромагнітних хвиль гамма-випромінювання межує з рентгенівським випромінюванням, займаючи діапазон більш високих частот і енергій. В області 1-100 кеВ гамма-випромінювання і рентгенівське випромінювання розрізняються тільки по джерелу: якщо квант випромінюється в ядерному переході, то його прийнято відносити до гамма-випромінювання; якщо при взаємодіях електронів або при переходах в атомній електронної оболонці - до рентгенівського випромінювання. З точки зору фізики, кванти електромагнітного випромінювання з однаковою енергією не відрізняються, тому такий поділ умовно.
Гамма-випромінювання випускається при переходах між збудженими станами атомних ядер (див. Ізомерний перехід, енергії таких гамма-квантів лежать в діапазоні від
1 кеВ до десятків МеВ), при ядерних реакціях (наприклад, при анігіляції електрона і позитрона, розпаді нейтрального півонії і т.д.), а також при відхиленні енергійних заряджених частинок в магнітних і електричних полях
6) При проходженні через речовину пучок пана променів зменшує свою інтенсивність. Це ослаблення пучка пов'язано, з одного боку, з поглинанням фотонів речовиною, а з іншого боку - з їх розсіюванням. Ослаблення паралельного пучка даного пана випромінювання в якомусь речовині характеризується лінійними коефіцієнтами ослаблення