Densitatea materiei nucleare este de ordinul de mărime de 1017 kg / m3 și este constantă pentru toate nucleele. Ea depășește cu mult densitatea celor mai dese substanțe comune.
5. Particulele nucleare au momente magnetice proprii, care determină momentul magnetic al nucleului Pmad ca întreg. Unitatea de măsură a momentelor magnetice ale nucleelor este magnetonul nuclear:
Aici e este valoarea absolută a sarcinii electronice, mp este masa protonului și c este constanta electrodynamică. Magnetonul nuclear este mai mic decât magnetonul Bohr, din care rezultă că proprietățile magnetice ale atomilor sunt determinate de proprietățile magnetice ale electronilor săi.
6. Distribuția sarcinii electrice a protonilor de către nucleu în cazul general este asimetrică. Măsura abaterii acestei distribuții de la simetricul sferic este momentul cvadrupol electric al nucleului Q. Dacă se presupune că densitatea sarcinii este aceeași peste tot, atunci Q este determinată numai de forma nucleului.
2.2 Energia de legare a nucleelor. Defect de masă
1. Nucleele din nuclee sunt în state care sunt substanțial diferite de statele lor libere. Cu excepția nucleului hidrogenului obișnuit, în toate nucleele există cel puțin doi nucleoni, dintre care există o atracție specială de interacțiune nucleară puternică - asigurarea stabilității nucleelor, în ciuda repulsiei unor protoni încărcați la fel.
2. Energia de legare a unui nucleon din nucleu este o cantitate fizică egală cu munca care trebuie făcută pentru a scoate nucleonul din nucleu fără ao informa despre energia cinetică.
Energia de legare a nucleului este determinată de magnitudinea muncii care trebuie făcută pentru a împărți nucleul în nucleonii săi constituenți fără a le da energie cinetică. Din legea conservării energiei rezultă că, atunci când se formează nucleul, trebuie să se elibereze aceeași energie, care ar trebui să fie folosită în timpul divizării nucleului în nucleonii săi constituenți. Energia obligatorie a nucleului este diferența dintre energia nucleonilor liberi care alcătuiesc nucleul și energia lor în nucleu.
3. Când nucleul se formează, masa lui scade: masa de bază este mai mică decât suma masei nucleonilor constituenți. Scăderea în masa nucleului în timpul formării sale se explică prin eliberarea energiei de legare. Dacă Wc este valoarea energiei eliberate la formarea nucleului, atunci masa corespunzătoare Dm, egală cu
se numește defectul de masă și caracterizează scăderea din masa totală în timpul formării nucleului din nucleonii constituenți ai acestuia. Dacă un nucleu cu masa M este format din protoni Z cu masă mp și de la (A-Z) neutroni cu o masă mn, atunci
În locul masei nucleului, minima Dm poate fi exprimată în termeni de masă atomică Mat:
unde mH este masa atomului de hidrogen.
În calculul practic al Dm, masele tuturor particulelor și atomilor sunt exprimate în unități de masă atomică.
Defectul de masă servește ca măsură a energiei de legare a nucleului:
O unitate atomică de masă corespunde unei unități atomice de energie (ae): ae = 931.5016 MeV.
4. Energia de legare specifică a nucleului este energia de legare pe nucleon: wc =. Valoarea wc este o medie de 8 MeV / nucleon. Odată cu creșterea numărului de nucleoni din nucleu, energia de legare specifică scade.
5. Criteriul pentru stabilitatea nucleelor atomice este raportul dintre numărul de protoni și neutroni într-un nucleu stabil pentru aceste izobaruri. (A = const).
2.3 Forțele nucleare
1. Interacțiunea nucleară indică faptul că în nuclee există forțe nucleare speciale care nu se reduc la nici unul dintre tipurile de forțe cunoscute în fizica clasică (gravitațională și electromagnetică).
2. Forțele nucleare sunt forțe cu rază scurtă de acțiune. Ele apar doar la distanțe foarte scurte între nucleonii din nucleul de ordinul 10-15 m. Lungimea (1,5μ2,2) 10-15 m se numește raza de acțiune a forțelor nucleare.
3. Forțele nucleare prezintă independență de sarcină: atracția dintre două nucleoni este aceeași indiferent de starea de încărcare a nucleonilor-proton sau nucleon. Independența încărcăturii forțelor nucleare este văzută dintr-o comparație a energiilor obligatorii în nucleele oglinzii. Așa-numitele nuclee în care numărul total de nucleoni sunt aceiași, dar numărul de protoni dintr-unul este egal cu numărul de neutroni din celălalt. De exemplu, nucleele de heliu ale tritiului hidrogen greu -.
4. Forțele nucleare au proprietatea de saturație, care se manifestă prin faptul că nucleonul din nucleu interacționează numai cu un număr limitat de nucleoni vecini apropiați de el. De aceea, se observă o dependență liniară a energiilor de legare a nucleilor de numărul lor de masă. O saturație practică a forțelor nucleare este realizată în particula a, care este o formare foarte stabilă.
2.4 Radioactivitatea, radiația g, dezintegrarea a și b
1. Radioactivitatea este transformarea izotopilor instabili ai unui element chimic în izotopi ai unui alt element, însoțită de emisia anumitor particule.
Radioactivitatea naturală este radioactivitatea, observată în izotopii instabili existenți în natură.
Radioactivitatea artificială este radioactivitatea izotopilor obținuți ca rezultat al reacțiilor nucleare.
2. De obicei, toate tipurile de radioactivitate sunt însoțite de emisia de radiații gamma - radiații electromagnetice de durată scurtă. Gama radiațiilor este principala formă de reducere a energiei produselor excitate de transformări radioactive. Nucleul care suferă o dezintegrare radioactivă se numește mama; nucleul fiicei emergente, de regulă, se dovedește a fi încântat, iar tranziția sa la starea de bază este însoțită de emisia unui foton g.
3. Degradarea alfa este emisia de nuclee a anumitor elemente chimice ale particulelor a. Degradarea alfa este o proprietate a nucleelor grele cu numere de masă A> 200 și încărcături nucleare Ze> 82. În interiorul acestor nuclee se formează a-particule izolate, fiecare constând din doi protoni și doi neutroni.
4. Termenul decalaj beta denotă trei tipuri de transformări nucleare: decăderi electronice (b-) și pozitron (b +), precum și captarea electronică. Primele două tipuri de transformare sunt că nucleul emite un electron (pozitron) și un antineutrinos (electron neutrinos) de electroni. Aceste procese apar prin transformarea unui tip de nucleon în nucleu în altul: un neutron într-un proton sau un proton într-un neutron. În cazul capturilor electronice, conversia constă în dispariția unuia dintre electronii din stratul cel mai apropiat de nucleu. Protonul, transformându-se într-un neutron, așa cum era, "prinde" un electron; prin urmare, termenul "captură electronică". Captura electronică, spre deosebire de b-captură, este însoțită de radiații radiații caracteristice.
5. b - dezintegrarea apare în nucleele radioactive în mod natural și nucleu artificial; b + -declararea este caracteristică numai pentru fenomenul de radioactivitate artificială.