Строение ядра

1. Строение ядра

Водород: mp=1837 me
Гелий: mHe= 4mp, Zhe= 2Zp
Дж. Дж. Томсон, 1912г.: 20Ne, 22Ne

2. Нейтрон

Дж. Чедвик, 1932 г.
4
2H e
94 Be
НЕЙТРОН
ПРОТОН
12
6C
01n
Масса: 939,6 МэВ = 1,0087 а.е.м = 1839me
Масса: 938,3 МэВ =Нобелевская
1,0073 а.е.м премия
= 1836m1935 г.
e

3. Изотопы

Изотопы (от греч. ισος — «равный», «одинаковый», и
τόπος — «место») — разновидности атомов (и ядер)
одного химического элемента с разным количеством
нейтронов в ядре.
Водород
99,985 %
0,015 %
T1/2 = 12,3 года

4. Радиоактивный распад

Магические числа
2, 8, 20, 28, 50, 82, 128
Дважды магические ядра
4
16
40
48
210
He,
O,
Ca,
Ca,
2
8
20
20
82 P b
A A0 e
t
T1 2 ln 2 0,693

5. Дефект массы

Дефект массы
Z m p A Z mn mя
Энергия связи
Eсв c2 Z m p A Z mn mя
Энергия связи на один нуклон

6. Термоядерный синтез

Водородный цикл
Реакция
Е, МэВ
Ср. время
p+p d+e++
e++e– 2
2 0,16
2 1,0
1,4 1010 лет
–
p+d 3He+
2 5,5
5,7 с
12,9
106 лет
3He+3He
4He+2p
4
4p He+2e++2
26,2

7. УТС

T > 108 K, n > 1014 см–3·с
d+d 3He+n
Получение трития
6
3 Li
7
3 Li
n
n
3
1T
3
1T
4
2H e
4
2H e
d + 3He 4He+p
n

8. Токамак

ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками
B > 6 Тл
I 106 А

9. Токамак

Т-15, СССР – Россия
JET, Великобритания

10. Детектирование частиц

Счетчик Гейгера
Камера Вильсона
Сцинтилляционный счетчик

11. –распад

–распад
A
ZX
A 4
Z 2Y
24 H e
Вещество
E, МэВ
4.0
10.0
Воздух, см
2.5
10.6
Al, мкм
16
69
Биолог. ткань, мкм
31
130

12. распад

распад
A
ZX
1
0n
A
Z 1Y
0
0
e
1
0
11 p e (13 минут)

13. Типы распада

Типы распада
A
ZX
A
Z 1Y
0
1 e
00
Электронный
A
ZX
A
Z 1Y
0
1 e
00
Позитронный
A
ZX
A
Z 1Y
00
К–захват
0
1 e

14. Деление тяжелых ядер

15. Деление тяжелых ядер

Распад урана

16. Цепная реакция

Коэффициент размножения
N m 1
k
Nm
При каждом делении
возникает в среднем
2,4 нейтрона

17. Цепная реакция

238
92 U
239
n 239
U
(
,
25
мин)
92
93 Np
( , 2, 3 дня) 239
94 P u , 24000 лет

18. Ядерная энергетика