Файл: Ядерная физика - уч. пособие Мухачев.pdf

Приложение А

Таблица А.1 – Функциональные константы

Название величины

Значение в СИ

1. Скорость света

c

= 2,998 ⋅ 10

8

м/с

2. Магнитная постоянная

µ

0

= 4π ⋅ 10

−7

Гн/м

3. Электрическая постоянная

ε

0

= 8,85 ⋅ 10

−12

Ф/м

4. Постоянная Планка

h

= 6,62 ⋅ 10

−34

Дж

⋅ с

~ = 1,05 ⋅ 10

−34

Дж

⋅ с

5. Элементарный заряд

e

= 1,6 ⋅ 10

−19

Кл

6. Масса покоя электрона

m

e

= 9,1 ⋅ 10

−31

кг

= 0,51 МэВ

7. Масса покоя протона

m

p

= 1,672 ⋅ 10

−27

кг

= 1,0073 а.е.м. =

= 938,3 МэВ

8. Масса покоя нейтрона

m

n

= 1,674 ⋅ 10

−27

кг

= 1,0087 а.е.м. =

= 939,6 МэВ

9. Атомная единица массы (а.е.м.)

1 а.е.м.

= 1,66 ⋅ 10

−27

кг

= 931,5 МэВ

10. Универсальная газовая
постоянная

R

= 8,31

Дж

моль

⋅ К

11. Постоянная Авогадро

N

A

= 6,02 ⋅ 10

23

моль

−1

12. Постоянная Больцмана

K

= 1,38 ⋅ 10

−23

Дж

К

Приложение А

67

Таблица А.2 – Массы некоторых ядер

Обозначение

Масса, а.е.м.

Обозначение

Масса, а.е.м.

2
1

H

2,014

10

5

B

10,013

3
1

H

3,016

12

6

C

12,0

3
2

He

3,016

13

7

N

13,0057

4
2

He

4,0026

14

7

N

14,0031

6
3

Li

6,015

16

8

O

15,995

7
3

Li

7,016

17

8

O

16,9991

ГЛОССАРИЙ

Адроны (сильные) — частицы (в том числе нуклоны), участвующие в сильных

взаимодействиях.

Активность — число распадов в одну секунду.

Аннигиляция — процесс соединения частицы и античастицы, сопровождающий-

ся выделением огромной энергии, равной, как минимум, сумме энергий покоя ча-
стицы и античастицы.

Античастицы — частицы, отличающиеся только знаком величины, имеющей

смысл заряда: у электрона отрицательный электрический заряд, у его античастицы
позитрона — положительный; у нейтрона положительный барионный заряд, у анти-
нейтрона — отрицательный барионный заряд; у мюона положительный лептонный
заряд, у антимюона — отрицательный и т. д. Все частицы имеют свои античастицы.

Атомные часы — измерение промежутков времени по изменению активности.

Виртуальные частицы — частицы, рождение и поглощение которых происхо-

дит с кажущимся нарушением закона сохранения энергии.

Гетерогенный ядерный реактор — в нём ядерное топливо (например, обога-

щённый

235

U ) располагается в активной зоне в виде вертикальных стержней, за-

медлителем выступают стенки реактора (графит) или тяжёлая вода.

Глюон — гипотетическая частица, осуществляющая связь между кварками

внутри адронов.

Гомогенный ядерный реактор — реактор, в котором ядерное топливо и замед-

литель представляют собой однородную смесь.

Гравитационное красное смещение — уменьшение энергии фотона (и, следова-

тельно, частоты), преодолевающего гравитационное притяжение Земли.

Дефект масс — масса ядра всегда меньше суммы масс, образующих ядро нук-

лонов, именно потому, что при синтезе ядра выделяется энергия связи.

Зашлаковывание реактора — накопление стабильных продуктов реакции.

Изотопы — ядра с одинаковым числом протонов, т. е. ядра одного химического

элемента, но разной массы из-за разного числа нейтронов.

Глоссарий

69

Кварки — гипотетические частицы, из которых состоят адроны. Кварки нена-

блюдаемы, их существование имеет только косвенное подтверждение.

Критерий Лоусона — условие зажигания термоядерной реакции, представляет

собой произведение концентрации ядер на время их взаимодействия: n

⋅ τ ⩾ 2 ×

× 10

20

c

⋅ м

−3

. Это условие должно выполняться при температуре T

> 2 ⋅ 10

8

К.

Лептонные заряды — квантовые числа, которые были введены для объяснения,

почему не происходят взаимодействия с лептонами, допустимые всеми другими за-
конами сохранения. Существуют три закона сохранения лептонных зарядов: элек-
тронный, мюонный и таонный.

Лептоны — частицы, участвующие в электромагнитных и слабых взаимодей-

ствиях (электроны, мюоны).

Нейтрино — частицы, участвующие во всех слабых взаимодействиях, части-

цы — не имеющие массы покоя или очень маленькую: m

v

≃ 30 эВ; электрический

заряд и магнитный момент равны нулю, отличен от нуля лептонный заряд. Суще-
ствуют три типа нейтрино: электронное, мюонное и таонное.

Нуклоны — общее название протонов и нейтронов, из которых состоит ядро,

буквальный перевод — ядерные частицы. С точки зрения ядерных сил протоны
и нейтроны одинаковые частицы.

Отравление реактора — накопление в реакторе радиоактивных продуктов ре-

акции.

Переносчики взаимодействий — бозоны, осуществляющие все виды фундамен-

тальных взаимодействий: фотоны — переносчики электромагнитных взаимодейст-
вий; W

−

-, W

+

-, Z

0

-бозоны — переносчики слабых взаимодействий; глюоны — пере-

носчики взаимодействий между кварками; переносчики гравитационных взаимо-
действий — гравитационные (пока не открыты).

Позитронный

β-распад — испускание искусственными ядрами позитронов —

античастиц электронов.

Пороговая энергия — минимальная кинетическая энергия налетающей частицы

(ядра), необходимая для протекания эндотермической реакции, т. е. реакции с по-
глощением энергии.

Распад ядра — самопроизвольное испускание ядром

α-частицы, электрона или

γ-фотона.

Резонансное поглощение — поглощение

γ-квантов точно такими же ядрами, яв-

ляющимися источником этих

γ-квантов. До открытия Мёссбауэра резонансного

поглощения ядрами не наблюдали.

Сечение реакции — вероятность взаимодействия частиц или ядер. Измеряется

в единицах площади (1 барн = 10

−28

м

2

).

Сильное взаимодействие (ядерные силы) — силы, связывающие нуклоны внут-

ри ядра. По современным представлениям эти силы — следствие проявления глю-
онной силы, связывающей кварки внутри нуклонов.

70

Глоссарий

Слабые взаимодействия — силы, ответственные за

β-распад элементарных ча-

стиц; процессы, связанные со слабым взаимодействием, обязательно протекают
с участием нейтрино.

Токамак — тороидальная камера с магнитными катушками, устройство для

удержания горячей плазмы для выполнения критерия Лоусона.

Удельная энергия связи — энергия связи, приходящаяся на один нуклон. Ядра

с б´ольшей удельной энергией связи наиболее стабильны (ядра железа).

Фундаментальные фермионы — четыре частицы (фермионы), из которых со-

стоит (по современным представлениям) все вещество Вселенной: электрон и элек-
тронное нейтрино — лептоны, верхний и нижний кварки. Сюда следует отнести
и фотон (бозон).

Цвет — важнейшая характеристика кварков и глюонов, он является аналогом

электрического заряда в электромагнитных взаимодействиях. При испускании или
поглощении кварком глюона изменяется цвет кварка, при этом аромат (тип) кварка
сохраняется.

Элементарные частицы — большая группа частиц материи, не являющихся

атомами или ядрами.

Энергия связи ядер — энергия, выделяющаяся при образовании ядра из нукло-

нов, или — энергия, которую нужно затратить, чтобы разбить ядро на нуклоны.