Bài giảng Vật lý đại cương - Vật lý hạt nhân phần 1

Chia sẻ: Pham Xuân Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

164
lượt xem 27
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vật lý có quan hệ mật thiết với toán học. Các lý thuyết vật lý là bất biến khi biểu diễn dưới dạng các quan hệ toán học, và sự xuất hiện của toán học trong các thuyết vật lý cũng thường phức tạp hơn trong các ngành khoa học khác. Sự khác biệt giữa vật lý và toán học là ở chỗ, vật lý luôn gắn liền với thế giới tự nhiên, trong khi toán học lại biểu diễn các mô hình trừu tượng độc lập với thế giới tự nhiên. Tuy vậy, sự khác biệt không phải lúc...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý đại cương - Vật lý hạt nhân phần 1

Bμi gi¶ng VËt lý ®¹i c−¬ng T¸c gi¶: PGS. TS §ç Ngäc UÊn ViÖn VËt lý kü thuËt Tr−êng §H B¸ch khoa Hμ néi
Ch−¬ng 8 VËt lý h¹t nh©n
Tù ®äc vÒ CÊu t¹o vμ C¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n cña h¹t nh©n nguyªn tö: Khèi l−îng, c¸c nuclon # KÝch th−íc h¹t nh©n: R=r0.A1/3m. r0=(1,2-1,5) 10-15m gäi lμ b¸n kÝnh ®iÖn r | J i |= j( j + 1) .h # Spin h¹t nh©n: # Lùc h¹t nh©n, n¨ng l−îng liªn kÕt # Phãng x¹: HiÖn t−îng, ®Þnh luËt, ®o l−êng, an toμn phãng x¹, phãng x¹ nh©n t¹o. # T−¬ng t¸c h¹t nh©n.
• C¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n cña h¹t nh©n nguyªn tö Proton (p) mp=1,007825u, ep=1,6.10-19C N¬tron (n) mn=1,008665u, Kh«ng cã ®iÖn tÝch Sè khèi A=N+Z Z -Sè p, N- Sè n -> Sè nuclon u=1,66.10-17kg Ký hiÖu zXA He4 2 H¹t nh©n ®ång vÞ: Cïng Z kh¸c N §ång vÞ cña hydro p p n p n n H1 H2 H3 1 1 1
§ång khèi: Cïng A kh¸c Z 60 cÆp S36 Ar36 Sb123 Te123 16 18 51 52 H¹t nh©n g−¬ng: Sè p cña h¹t nμy b»ng sè n cña h¹t kia p p n np n H3 He3 1 2 • KÝch th−íc h¹t nh©n Kh¶o s¸t b»ng t¸n x¹ n¬tron 20-50eV: R~10-14m ®èi víi Pb, U; R~6.10-15m ®èi víi Fe B»ng ph¶n øng h¹t nh©n víi h¹t tÝch ®iÖn:(lùc ®Èy cul«ng) R=1,4.10-15.A1/3m.
So s¸nh liªn kÕt c¸c h¹t nh©n g−¬ng: n¨ng l−îng do proton cao h¬n n¬tron vμ lùc ®Èy cul«ng 2 6 Ze 1 R=1,3.10-15.A1/3m. 5 R 4πε 0 KÕt qu¶ tæng hîp: R=r0.A1/3m. r0=(1,2-1,5) 10-15m gäi lμ b¸n kÝnh ®iÖn m p .A Khèi l−îng riªng cña ρ= = 10 kg / m 17 3 4 πR / 3 3 h¹t nh©n: Spin h¹t nh©n: C¸c nuclon cã momen spin vμ orbital r r r r r Cña nuclon thø i J i = L i + Si Cña c¶ h¹t nh©n:J = ∑ J i r i A ch½n j=0,1, 2, 3 ... | J i |= j( j + 1) .h A lÎ j=1/2, 3/2, 5/2...sè LT spin HN
• M«men tõ h¹t nh©n do m«men tõ cña c¸c nuclon t¹o thμnh r n n¬tron kh«ng cã z z N r rP rP μ = ∑ μ Li + ∑ μ Si + ∑ μ Si ®iÖn tÝch nªn kh«ng i i i cã m«men tõ orbital Magneton h¹t nh©n-®¬n vÞ eh m«men tõ h¹t nh©n − 27 μ= = 5,05.10 J / T 2m P M«men tõ h¹t nh©n = 1000-1 m«men tõ ®iÖn tö. Céng h−ëng tõ h¹t nh©n øng dông trong kh¸m bÖnh.
Lùc h¹t nh©n: π • T¸c dông gÇn 10-15m. nuclon nuclon • Kh«ng phô thuéc vμo ®iÖn tÝch π •T/C b·o hoμ: chØ víi nuclon c¹nh • Lùc trao ®æi mezon π cã khèi l−îng 200-300 me, Cã 3 lo¹i: π+ π0 π- • Phô thuéc vμo ®Þnh h−íng cña spin h¹t nh©n
• Khèi l−îng, n¨ng l−îng liªn kÕt h¹t nh©n §¬n vÞ khèi l−îng u=mC12 /12 = 1,66.10-27kg uc2=931,44MeV §é hôt khèi: ΔM=Zmp+(A-Z)mn-M N¨ng l−îng liªn kÕt WLK= ΔM.C2 N¨ng l−îng liªn kÕt riªng ε= WLK/A ε MeV 8 • 1H2 -> 1H3 -> 2He4: He 1,1 ->2,8->7MeV • 120->240: 8MeV->7MeV 1 A • 40 -> 140: 8MeV-8,6MeV 40 120 140
• Phãng x¹: α β+ β- γ Kh«ng bÒn v÷ng -> BÒn v÷ng −2 M A − ( M A−2 + M 2 ) = ΔM > 0 Z Z 2 W= ΔM.C2 thμnh ®éng n¨ngcña c¸c s¶n phÈm ph©n r· §Þnh luËt ph©n r· -dN=λNdt Thêi ®iÓm t sè h¹t nh©n N Thêi ®iÓm t+dt sè h¹t nh©n N-dN -dN/N= λdt N N=N0e- λt =>N0/2= N0e- λT1/2 T1/2=ln2/ λ N0/2 t H=λN ®é phãng x¹ = sè ph©n r· trong 1s T1/2