Щільність ядерної речовини складає по порядку величини 1017кг / м3і постійна для всіх ядер. Вона значно перевершує щільності самих щільних звичайних речовин.
5. Ядерні частинки мають власні магнітні моменти, якими визначається магнітний момент ядра Рmяд в цілому. Одиницею вимірювання магнітних моментів ядер служить ядерний магнетон mяд:
Тут е - абсолютна величина заряду електрона, mp- маса протона, с - електродинамічна постійна. Ядерний магнетон в раз менше магнетона Бора, звідки випливає, що магнітні властивості атомів визначаються магнітними властивостями його електронів.
6. Розподіл електричного заряду протонів по ядру в загальному випадку несиметрично. Мірою відхилення цього розподілу від сферично симетричного є квадрупольний електричний момент ядра Q. Якщо щільність заряду вважається скрізь однакової, то Q визначається тільки формою ядра.
2.2 Енергія зв'язку ядер. дефект маси
1. Нуклони в ядрах перебувають в станах, що істотно відрізняються від їх вільних станів. За винятком ядра звичайного водню у всіх ядрах є не менше двох нуклонів, між якими існує особлива ядерне сильна взаємодія - тяжіння - що забезпечує стійкість ядер, незважаючи на відштовхування однойменно заряджених протонів.
2. Енергією зв'язку нуклона в ядрі називається фізична величина, що дорівнює тій роботі, яку потрібно зробити для видалення нуклона з ядра без повідомлення йому кінетичної енергії.
Енергія зв'язку ядра визначається величиною тієї роботи, яку потрібно зробити, щоб розщепити ядро на складові його нуклони без надання їм кінетичної енергії. Із закону збереження енергії випливає, що при утворенні ядра повинна виділятися така ж енергія, яку потрібно затратити при розщепленні ядра на складові його нуклони. Енергія зв'язку ядра є різницею між енергією всіх вільних нуклонів, що становлять ядро, і їх енергією в ядрі.
3. При утворенні ядра відбувається зменшення його маси: маса ядра менше, ніж сума мас складових його нуклонів. Зменшення маси ядра при його освіту пояснюється виділенням енергії зв'язку. Якщо Wсв- величина енергії, що виділяється при утворенні ядра, то відповідна їй маса Dm, рівна
називається дефектом маси і характеризує зменшення сумарної маси при утворенні ядра з складових його нуклонів. Якщо ядро з масою Mядобразовано з Z протонів з масою mpі з (A-Z) нейтронів з масою mn, то
Замість маси ядра Мядвелічіну Dm можна виразити через атомну масу Мат:
де mH- маса водневого атома.
При практичному обчисленні Dm маси всіх частинок і атомів виражаються в атомних одиницях маси.
Дефект маси служить мірою енергії зв'язку ядра:
Однією атомної одиниці маси відповідає атомна одиниця енергії (а.е.е.): а.е.е. = 931,5016 МеВ.
4. Питома енергією зв'язку ядра wсвназивается енергія зв'язку, яка припадає на один нуклон: wсв =. Величина wсвсоставляет в середньому 8 МеВ / нуклон. У міру збільшення числа нуклонів в ядрі питома енергія зв'язку убуває.
5. Критерієм стійкості атомних ядер є співвідношення між числом протонів і нейтронів в стійкому ядрі для даних ізобар. (А = const).
2.3 Ядерні сили
1. Ядерне взаємодія свідчить про те, що в ядрах існують особливі ядерні сили, що не зводяться до жодного з типів сил, відомих в класичній фізиці (гравітаційних і електромагнітних).
2. Ядерні сили є короткодіючими силами. Вони проявляються лише на вельми малих відстанях між нуклонами в ядрі порядку 10-15м. Довжина (1,5ј2,2) 10-15м називається радіусом дії ядерних сил.
3. Ядерні сили виявляють зарядову незалежність: притягання між двома нуклонами однаково незалежно від зарядового стану нуклонів - протонного або нуклонного. Зарядова незалежність ядерних сил видно з порівняння енергій зв'язку в дзеркальних ядрах. Так називаються ядра, в яких однаково загальне число нуклонів, але число протонів в одному дорівнює числу нейтронів в іншому. Наприклад, ядра гелію важкого водню тритію -.
4. Ядерні сили мають властивість насичення, яке проявляється в тому, що нуклон в ядрі взаємодіє лише з обмеженим числом найближчих до нього сусідніх нуклонів. Саме тому спостерігається лінійна залежність енергій зв'язку ядер від їх масових чисел А. Практично повне насичення ядерних сил досягається у a-частинки, яка є дуже стійким утворенням.
2.4 Радіоактивність, g-випромінювання, a і b-розпад
1. Радіоактивність називається перетворення нестійких ізотопів одного хімічного елемента в ізотопи іншого елемента, що супроводжується випусканням деяких частинок.
Природною радіоактивністю називається радіоактивність, що спостерігається у існуючих в природі нестійких ізотопів.
Штучної радіоактивністю називається радіоактивність ізотопів, отриманих в результаті ядерних реакцій.
2. Зазвичай всі типи радіоактивності супроводжуються випусканням гамма-випромінювання - жорсткого, короткохвильового електроволнового випромінювання. Гамма-випромінювання є основною формою зменшення енергії збуджених продуктів радіоактивних перетворень. Ядро, що відчуває радіоактивний розпад, називається материнським; виникає дочірнє ядро, як правило, виявляється порушеною, і його перехід в основний стан супроводжується випусканням g-фотона.
3. Альфа-розпадом називається випускання ядрами деяких хімічних елементів a-частинок. Альфа-розпад є властивістю важких ядер з масовими числами А> 200 і зарядами ядер Ze> 82. Усередині таких ядер відбувається утворення відокремлених a-частинок, що складаються кожна з двох протонів і двох нейтронів.
4. Тоді терміном бета-розпад позначають три типи ядерних перетворень: електронний (b-) і позитронний (b +) розпади, а також електронний захоплення. Перші два типи перетворення полягають у тому, що ядро випускає електрон (позитрон) і електронне антинейтрино (електронне нейтрино). Ці процеси відбуваються шляхом перетворення одного виду нуклона в ядрі в інший: нейтрона в протон або протона в нейтрон. У разі електронного захоплення перетворення полягає в тому, що зникає один з електронів в найближчому до ядра шарі. Протон, перетворюючись в нейтрон, як би "захоплює" електрон; звідси стався термін "електронний захоплення". Електронний захоплення на відміну від b ± -захватил супроводжується характеристичним рентгенівським випромінюванням.
5. b - розпад відбувається у природно-радіоактивних, а також штучно-радіоактивних ядер; b + -розпад характерний тільки для явища штучної радіоактивності.