1626435893-691da8e1223766775fc277661dcb4565 (844331), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Из рисунка видно, что на всех трех кривых имеется вполне убедительный максимум при одной и той же энергии возбуждения ядра Е м=б,5 МэВ. При этом оказалось, что энергия реакции Д и для этой энергии возбуждения равна разности кулоновских энергий ядер ЦЧ и 24ч Сг: Д'=Л(г„м, а Е „=ЛЮ„„„— !Д!. Полученный результат можно наглядно интерпретировать на языке оболочечпой модели атомного ядра, которая должна хорошо работать в окрестности числа 28 (см. ~ 12). С точки зрения модели ядерных оболочек реакция ЦЧ2" (р, л) ~~4Сгхч сводигся к перезарядке 28-го нейтрона в 24-й протон, которые оба занимают один и тот же уровень )~ч,з. Поэтому в силу изогопической инварнантности энергия обоих ядер, обусловленная сильным взаимодействием, должна быть одинакова, и все различие между ними сводится только к поправке на различие в кулоновской части взаимодейсгвия М3„„, и разность масс нуклонов Ллчч: (8.5) ЛЕ=Л(й„„,— Лши.
Найдем Е„,ж. По определению у 9. Кравмое лгключеяие к гл. 1 117 где Д вЂ” энергия реакции для образования ядра "Ч в основном состоянии, а Д» — то же для возбужденного состояния (для рассматриваемой реакции Я<0). Но ) Д»)=Мбг+т„-Мр-тр — — ЬЕ+Атн=гэ(I „ и, следовательно, Е„,а=АУ...-) Д). (8.б) Оценка !50,г, дает около 8 МэВ, а вычисление )Д)ж1,5 МэВ. Их разность совпадает с Е „= 6,5 МэВ.
Таким образом, обнаруженные максимумы в нейтронном спектре действительно соответствуют образованию аналогового состояния в ядре "Ч. Подобные аналоговые состояния были обнаружены и у еще более тяжелых ядер, вкшочая уран. Их характерные особенности — малая ширина нейтронных максимумов (меньше или равно 50кэВ) и большие (8 — 12 МэВ) энергии возбуждения остаточного ядра.
С существованием аналоговых состояний связаны правила отбора по нзоспнну р-распада (см. 8 18, и. 11). 9 9. Краткое заключение к гп.! В гл. 1 рассмотрены основные свойства стабильных атомных ядер: заряд л., масса М, эыергыя связи ЬИ', радиус Л, сипы 1, магнитный момент И, четность волновой фуыкпив Р, электрический к ващэупо льный момент Д, взотопическнй сини Т. Иэ рассмотрения этих свойств следует: 1. Атомное ядро с зарядом л и массовым числом А состоит из А вукловов: л протонов и А — 2 нейтронов, связанных мепду собой ядерными салама.
В ядре вет электронов. 2 Прочен — это частник с зарядом +е, массой м = 183бм„свином лр = 1/2, магннтыым моментом рр = 2,79ыв. Нейтрон имеет нулевой заряд, -'Ъ' м„=1838,бм„сини г,=1/2, магнитный момент и,— 1,9! рв. з т, >рлр+м, слелует энергетическая возможность ))-распада свободвого 3'=' объяснения отличия экспериментальных значений рр ы р„от теоретвческнх (рр Р=1р; р„'Р=О) нукловам доллма быть првписвна ойредекеыная структура (размеры, распределенный заряд). 3.
Ядро вмеет првблизвтельно о~ерическую форму. Радиус атомного ядра Д=г А пз, где ге (1,2-:1,3( 10 ' см. Радиус ядерного взаимодействия 1 4, )бз1 1нэ Тюкелые в некоторые легкие ядра отклоныотся от сферической формы. Овв вытаыуты вдоль направления спина. Мерой несферичности ядра являетск электрыческий квадрупольный момент (2. Электрические дипольные моменты ядер в основном состоянии равны нулю. Ведутся поыскн двпольвого электрического момента нейтрона.
4. Мерой прочности (устойчввосги) ядра явлвется его энергия свюв АИ'(А, У), т. е. превышение суммы масс всех нуклоыов ядра над массой самого ядра: Ьнг(А, л.)=1л,клр+(А — л.)м,— М, (А, УЦсз. П8 Глава 1. Свойства стабильных ядер и ядерных сил Точные значения масс атомных ядер (в том числе протона) определяются с помощью масс-'спектрометров — приборов, в которых используются фокусирующне свойства электрического и магнитного полей по отношению к движеняю зараженных частиц.
Точное значение массы нейтрона получено из рассмотрения ядерных реакций, протекающих с участием нейтронов. Энергию связи (и массу) ядра с данными А и У можно вычяслить прн помощи полузмпирической формулы 03)с(А о) А ОАпз ( +бА-зьь г' (А /2 — г)' (и, (3, у, Ч, Ь вЂ” коэффициенты), которая следует нэ капельной модели атомного ядра.
В основе капельной модели ядра лежит представление о ядре как о сферической калле заршкенной несжимаемой сверхплотной ядерной жидкости. 5. Из значения энергии связи для различных ядер следует, что нчиболее устойчивы четно-чегные ядра, наименее устойчивы нечетно-нечетные. Особой устойчивостью обладают ядр~ содержащие магическое число нуклонов [2, 8, 20, (28), 50, 82, 126). 6. Сравнение энергий связи для легких и тяжелых ядер показывает энергетическую выгодность слияния (сннтеза) первых н разделенна на частя (реахция деления) вторых.
7. В стабильнмх ядрах между зарядом У н массовым числом А существует соотношение вида У=А/(1,98+0015Аыз). При отклонении от этого соотношения ядро проявляет свойство (3 - илн (3'-радиоактивности. 8. Спины и магнитные моменты нуклонов в ядре стремятся: взаимно скомпеисироваться, причем в четно-четных ядрах наблюдается полная компенсациа (1=0 и 0=0). Спины н магнитные моменты остальных ядер относительно невелики по абсолютному значению: ((/м(~А й/2; Ь ( «!А)ь (), что свидетельствует об их одночастнчном происхождении. Ядра с четными А имеют целый спин, с нечетными — полуцелый. Прн вычислении спнна и магнитного момента ядра надо учитывать не только спины и магнитные моменты нуклонов, но н дополнительные механяческие и магнитные моменты, обусловленные их орбитальным движением в ядре.
9. При существовании зеркальной симметрии волновая функция системы частиц обладает определенной четностью (положительной илн отрицательной). В сильных (ядерных) и электромагнитных взаимодействиях выполняется закон сохранения четности. Четносгь Рь.,в системы, состоящей из двух невзаимодействующих частиц А н В, равна: Рл+в=/ л/ в( 1) где Р„ и Р†внутренн четности частиц А и В; 1 †орбитальн число. Вн нняя четность нуклона положительна. УВм слабых взаимодействиях закон сохранения четности не выполняется.
Это нарушение должно также проявляться в виде некоторых (очень слабо выраженных) особенностей сильных и электромагнитных проц~юсов. 1О. Из рассмотрения различных свойств атомных ядер установлены следующие свойства ядерных сил; а) большая интенсивность (иэ большой энергии связи, рассчитанной на один нуклон, е=дй'/Ат8 МэВ); б) малый радиус действия (из размеров ядра); в) насыщение (из пропорциональности энергии связи ма.ссовому числу: С3 В'м8А МзВ); 119 у 9. Краткое заключение к ел. Г г) спиновая зависимость (из существования в природе ядра ?Н с 1=1 и отсутствия аналогичного ядра с 2=0); д) тензорный (непентральный) характер (из существования электрического квадрупольного момента у дейтрона); е) зарядовая независимость.
11. Системы нуклонов с тождественными ядерными свойствами характеризуготся одним и тем не изоспином Т. В сильных взаимодействиях (в том числе в ядерных реакпиях) выполняется закон сохранениа изоспина. 12. Одним нз проявления изотопической ннвариантности у ядер является существование аналоговых состояний. Глава В МОйЕЛИ АТОМНЫХ ЯДЕР В настоящее время нет законченной теории, которая объясняла бы все свои свойства атомного ядра и отвечала бы на все вопросы относительно структуры и свойств атомного ядра, например на такие: 1. Какие ядра стабильны, какие радиоактивны? Каковы виды радиоактивности, период полураспада, форма спектра, угловое распределение вылетающих частиц для радиоактивных ядер? 2. Чему равны радиус, масса, энергия связи, спин, магнитный момент, четность, квадрупольный электрический момент и другие характеристики любого ядра? 3.
Как распределены энергетические состояния в атомном ядре? Чему равны соответствующие им значения энергии, спина, магнитного момента, четности и т. д.? 4. Чему равны вероятности переходов из возбужденных состояний в низшие состояния для разных механизмов этих переходов и в зависимости от параметров уровней? 5. Как изменяются сечения взаимодействия различных частиц с разными ядрами в функции энергии? Ввиду отсутствия теории ядра ответы на эти вопросы можно пытаться получить при помощи различных моделей атомного ядра. За основу той или другой ядерной модели берут некоторые выделенные свойства атомного ядра, которые считают главными при постр1)енин данной модели.
Другими свойствами ядра в этой модели пренебрегают. Естественно, что модель ядра, построенная по такому принципу, имеет ограниченную область применения. Однако в пределах этой области каждая модель позволяет получить ряд интересных результатов. В настоящей главе рассмотрено несколько моделей атомного ядра, в основу которых положены существенно различные Глава Гь Модели отолвивлх ядер !20 (иногда даже кажущиеся противоположными) свойства ядра. В з 10 описана капельная модель ядра, построенная в предположении сильного взаимодействия между нуклонами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
