16. Мезонная теория ядерных сил
Идеи: Гейзенберга; Иваненко и Тамма. Качественная теория Юкавы о виртуальных
мезонах. Свойства мюонов и пионов. Сущность мезонной теории ЯС (четыре типа обмена
пионами между нуклонами). Мезонная структура нуклонов и предсказание ею значений
магнитных моментов нуклонов. Мезоатомы.
Гл.5. Прохождение заряженных частиц и гамма-квантов через вещество
ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ.
Средний ионизационный потенциал. Диапазон
рассматриваемых энергий. Тип взаимодействий, определяющих прохождение ядерных частиц через вещество. Факторы, определяющие процесс прохождения частиц через вещество. Классификация частиц по механизмам прохождения через вещество.
ПРОХОЖДЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ через ВЕЩЕСТВО.
Основные механизмы взаимодействия тяжелых заряженных частиц с веществом. Основные характеристики прохождения тяжелых частиц. Допущения для оценки ионизационных потерь. Формула Бора для ионизационных потерь и ее анализ (следствия из нее): зависимость от скорости частицы, ее массы; энергетическая область ее применимости. Пробег частицы, его оценки.
ПРОХОЖДЕНИЕ ЛЕГКИХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ через ВЕЩЕСТВО.
Специфические особенности прохождения легких заряженных частиц через вещество и сопутствующие явления (радиационные потери энергии; обменные эффекты; аннигиляция). Ионизационные потери энергии электронами и их анализ (сравнение с тяжелыми частицами). Радиационные потери энергии. При каком условии радиационные потери превышают ионизационные ? Пробеги электронов (максимальный (экстремальный), средний). Среднеквадратичный угол откклонения электронов.
ПРОХОЖДЕНИЕ гамма-КВАНТОВ (Г-К) ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО.
Отличительные особенности прохождения Г-К в среде. Коэф-нт поглощенияя Г-К в среде, его свойства ( аддитивность, размерность). Механизмы поглощения Г-К. Фотоэффект: понятие; зависимость сечения фотоэффекта от характеристик среды и энергии квантов. Энергетический порог фотоэффекта.. Комптон-эффект, его характеристики. Рождение электронно-позитронных пар - его механизм, пороговая энергия. Полный коэффициент поглощения Г-К и его анализ (в зависимости от энергии).
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЯДЕРНЫХ ЧАСТИЦ С
ВЕЩЕСТВОМ. Кулоновское рассеяние на ядрах. Ядер-ядерные столкновения. Аннигиляционные потери энергии электронов. Черенковское излучение. Ядерный фотоэффект. Вторичные эффекты; вторичный поток Г-К (когда он имеет место?); электронно-позитронные ливни; ядер-ядерные взаимодействия при высоких ( до сотен МэВ) энергиях. Ионизация атомов среды. Наведенная активность.
ПРОХОЖДЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ПОЛОЖИТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ЧЕРЕЗ МОНОКРИСТАЛЛЫ. Особенности. Каналирование.
Ядерные модели
Классификация ядерных моделей.
Задачи (назначение) ядерных моделей и трудности на их пути. Краткая классификация
ядерных моделей: одночастичных, коллективных, обобщенных и их разновидностей.
Модель оболочек.
Предпосылки оболочечной модели. Оболочечная модель без учета спин-орбитального
взаимодействия: квантовомеханическая схема, выбор одночастичных потенциалов,
энергетические спектры нуклонов, магические числа. Учет спин-орбитального взаимо-
действия: расщепление энергетических уровней и порядок их расположения; магические
числа; нуклонные конфигурации и их обозначения.
Предсказания одночастичной модели оболочек.
Спины и четности ядер в основном и возбужденном состояниях; магнитные и квадру-
польные моменты. Остаточное взаимодействие и многочастичная модель оболочек.
Коллективные модели ядер.
Модель жидкой капли (МЖК): колебательные степени свободы. Несферическая
равновесная форма ядер (вращательные уровни энергии, моменты инерции).
Обобщенная модель ядра
Со слабым взаимодействием. Сильная связь, несферический остов; схема Нильссона.
Оболочки в деформированных ядрах. Спектр ядра в целом.
ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
Определения и классификация ядерных реакций (ЯР)
Определение и обозначения ЯР; каналы ЯР. Определение сечений ЯР, их оценка для
быстрых и медленных частиц. Принцип детального равновесия. Классификационные
признаки ЯР.
Законы сохранения в ЯР
Электрического заряда и числа нуклонов; энергии и импульса (понятие эндо- и
экзоэнергетических реакций, порог реакций); момента количества движения и четности;
изотопического спина. Примеры использования законов сохранения.
Механизмы ядерных реакций.
Модель составного ядра. Общие особенности (малые и большие энергии; энергетические и угловые распределения продуктов ЯР). Вероятности различных каналов ЯР. Резонансные реакции. Формула Брейта - Вигнера. Нерезонансные энергии (статистическая модель ядра). Оптическая модель ядра и область ее применения.
Прямые ядерные реакции (ПЯР).
Особенности ПЯР. Виды (типы) изученных ПЯР. Информация, извлекаемая из ПЯР.
Электроядерные и фотоядерные реакции.
Кинематика ЯР под действием электронов; зависимость дифференциального сечения
рассеяния электрона от переданной ядру энергии; извлекаемая информация. Типичный вид
сечений поглощения фотонов ядрами. Гигантский дипольный резонанс (ГДР) и его
характеристики. Объяснение ГДР. Чем объясняется его тонкая структура и расщепление максимума для некоторых ядер?
Деление атомных ядер.
Особенности реакций деления атомных ядер (АЯ). Распределение энергии при делении
ядер между продуктами. Элементарная теория деления АЯ. Условие деления и параметр делимости; энергия активации, порог деления. Спонтанное и вынужденное деление АЯ. Классификация нейтронов по энергиям. Изомерия формы АЯ.
Цепные ядерные реакции (ЦЯР).
Механизм ЦЯР; выделяемая энергия. Судьба нейтронов деления. Условия
осуществления ЦЯР. Коэффициент размножения нейтронов. Критическая масса и размеры
системы для ЦЯР. Роль запаздывающих нейтронов.
Ядерные реакторы.
Классификация реакторов. Реакторы на тепловых нейтронах: роль замедлителя;
гомогенные и гетерогенные реакторы. Реакторы на быстрых нейтронах. Бридеры. Другие
виды реакторов. Использование ядерной энергии.
Реакции синтеза, Термоядерная энергия.