82.Стpоение атомных ядер.

Атом состоит из ядра и окружающего его электронного "облака". Находящиеся в электронном облаке электроны несут отрицательный электрический заряд. Протоны, входящие в состав ядра, несут положительный заряд. В любом атоме число протонов в ядре в точности равно числу электронов в электронном облаке, поэтому атом в целом - нейтральная частица, не несущая заряда. Атом может потерять один или несколько электронов или наоборот - захватить чужые электроны. В этом случае атом приобретает положительный или отрицательный заряд и называется ионом. Практически вся масса атома сосредоточена в его ядре, так как масса электрона составляет всего лишь 1/1836 часть массы протона. Плотность вещества в ядре фантастически велика - порядка 1013 - 1014 г/см3. Спичечный коробок, наполненный веществом такой плотности, весил бы 2,5 миллиарда тонн! Внешние размеры атома - это размеры гораздо менее плотного электронного облака, которое примерно в 100000 раз больше диаметра ядра. Кроме протонов, в состав ядра большинства атомов входят нейтроны, не несущие никакого заряда. Масса нейтрона практически не отличается от массы протона.

83.Ядеpные реакции и законы сохранения.

Ядерными реакциями называют превращения атомных ядер, вызванные взаимодействием их друг с другом или с элементарными частицами Как правило, в ядерных реакциях участвуют два ядра и две частицы. Одна пара «ядро-частица» является исходной, другая пара - конечной. Символическая запись ядерной реакции: А + а - В + b или А ( а, b) В, где А и В – исходное и конечное ядра, а и b – исходная и конечная частицы в реакции В ряде случаев ядерная реакция может происходить неоднозначно и наряду с предыдущей реакцией может происходить по схеме А+а – С+с, т.е. А (а,с) С или по другим схемам Ядерная реакция характеризуется энергией ядерной реакции Q, равной разности энергий конечной и исходной пар в реакции. Если Q < 0, то реакция идет с поглощением энергии и называется эндотермической; если Q >0, то реакция идет с выделением энергии и называется экзотермической. Эндотермическая ядерная реакция оказывается возможной при некоторой наименьшей (пороговой) кинетической энергии W порог вызывающих реакцию ядер или частиц:

где МA - масса неподвижного ядра – мишени, Ма - масса налетающей на ядро частицы ( или ядра).

В ядерных реакциях выполняются законы сохранения энергии, импульса, электрического заряда и массовых чисел. Если кинетическая энергия вступающих в реакцию частиц достаточна для рождения нуклон-антинуклонной пары , то массовое число может изменяться. Кроме того, в ядерной физике существуют особые законы сохранения, которых нет в других областях физики

Схема ядерной реакции, происходящей с образованием составного ядра, исходное ядро - мишень , а – налетающая частица,

- составное ядро, - ядро продукт ядерной реакции

b – частица, вылетевшая из ядра в результате реакции.

Первая ядерная реакция, сопровождающаяся превращением атомных ядер была осуществлена Резерфордом в 1919 г.

⁴He + ¹⁴N --- ¹⁷O + p или ¹⁴N( a,p)¹⁷O.