Ядерная физика первое явление из области ядерной физики было открыто в 1896 г. Анри Беккерелем. Это естественная радиоактивность солей урана, проявляющаяся в самопроизвольном испускании невидимых лучей

Эти силы, обладающие рядом специфических свойств, получили название ядерных сил.
U
r
Для протонов
Для нейтронов
Rя
Электромагнитное
взаимодействие
Сильное
взаимодействие
1. Ядерные силы – короткодействующие.
Радиус ядра атома
где R0=(1,3÷1,7)∙10-15м; А – массовое число.
1 ферми (Фм) = 10-15м.
Радиус действия ядерных сил ~ 10-15м.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
3. Притяжение между нуклонами на больших расстояниях (r ~ 1 Фм) сменяется отталкиванием на малых (r < 0,5 Фм).
Ядерные силы в одинаковой мере действуют как между протонами, между нейтронами, так и между нейтроном и протоном, т.е. ядерные силы не зависят от сорта частиц (внутри ядра, из-за постоянных превращений, протоны и нейтроны неразличимы).
Поэтому протоны и нейтроны, находящиеся в ядре, получили общее название – нуклонов.
4. Ядерные силы обладают свойством насыщения.
Из-за короткодействия ядерных сил, нуклоны взаимодействуют только с ближайшими соседями, то есть с ограниченным числом нуклонов.
2. Зарядовая независимость (симметрия) ядерных сил.
Это приводит к тому, что нуклоны, находящиеся на поверхности ядра, выделены в энергетическом смысле от нуклонов внутри ядра из-за сил поверхностного натяжения.
Поэтому ядра введут себя подобно капелькам жидкости.
F
5. Ядерные силы зависят от спинов взаимодействующих частиц.
6. Ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинового и орбитального моментов нуклона (спин-орбитальные силы).
7. Обменный характер ядерных сил.
8. Большая величина ядерного потенциала Um ~ 50 МэВ.
Протоны, обладающие такой энергией, могут сблизиться до расстояния действия ядерных сил ~ 1Фм.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
Туннельный
эффект
U
r
Um
Е
U=Е
Ядро окружено потенциальным барьером, обусловленным ядерными и кулоновскими силами.
Таким образом, выход из ядра нуклона или системы нуклонов (например, α-частиц) возможен либо путем «туннельного эффекта», либо при получении энергии извне.
Данное явление впервые было обнаружено при анализе энергетического спектра α-частиц, вылетающих из ядра при радиоактивном распаде.
Оказалось, что α-частицы, вылетевшие из ядра за потенциальный барьер, обладали кинетической энергией меньше чем максимальная высота этого барьера Um.
С точки зрения классической физики это было невозможно. Должно быть E > Um.
С точки зрения квантовой физики вероятность появления частицы
не равна нулю.
Данное явление получило образное название - туннельный эффект.
В первом случае происходит спонтанный, радиоактивный распад ядра, во втором – вынужденная ядерная реакция.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
Дефект массы
Для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны и развести эти нуклоны на такие расстояния, при которых прекращаются взаимодействия между ними, необходимо затратить энергию.
Эта энергия называется энергией связи ядра.
Опыт показывает, что масса ядра меньше, чем сумма масс, составляющих его нуклонов.