1 / 28

Ядрена физика – ядрена структура

Софийски Университет Св. Климент Охридски. 8 ма Балканска школа по ядрена физика УЧИТЕЛСКИ КВАЛИФИКАЦИОНЕН КУРС. Ядрена физика – ядрена структура. Георги Р айновски. Древна алхимия Древна Персия – 758 пр. Хр. Месопотамия, Египет, Индия Япония, Китай древна Гърция, Рим

urbana
Download Presentation

Ядрена физика – ядрена структура

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Софийски Университет Св. Климент Охридски 8ма Балканска школа по ядрена физика УЧИТЕЛСКИ КВАЛИФИКАЦИОНЕН КУРС Ядрена физика – ядрена структура Георги Райновски

  2. Древна алхимия Древна Персия – 758 пр. Хр. Месопотамия, Египет, Индия Япония, Китай древна Гърция, Рим средновековна Европа Земя Въздух Огън Вода От какво е изграден светът? • Цели: • да се изнамери метод за превръщането оловото в злато • да се открие еликсира на вечната младост Защо оловото е по-разпространено от златото?

  3. По важни събития от историята на ядрената физика • 1896 – Becquerel – открива радиоактивността; • 1898 – Curie – изолират Ra; • 1911 – Rutherford – открива атомното ядро • 1917 – Rutherford, Mardsen протона; • 1919 – Rutherford – открива ядрените превръщания при ядрени реакции; • 1919 – Aston – разработва първия мас спектрометър; • 1925 – Goudsmit, Uhlenbeck – собствен спин; • 1928 – Gamov, Gurney, Condon – теория на - разпада; • 1930 – Pauli – неутринна хипотеза; • 1931 – Van de Graaff – първи електростатичен ускорител; • 1931 – Sloan, Lawrence – първи линеен ускорител; • 1932 – Lawarence, Livingston – първи циклотрон; • 1932 – Anderson – открива поситрона;

  4. По важни събития от историята на ядрената физика • 1932 – Chadwick – открива неутрона; • 1932 – Cockcroft, Walton – ядрени реакции, чрез използване на ускорител; • 1934 – I. Curie, F. Joliot – откриват изкуствената радиоактивност; • 1934 – E. Fermi – теория на -разпада; • 1935 – Yukawa – мезоннахипотеза; • 1935 – Bothe – предлага техниката на съвпадение; • 1936 – N. Bohr – теория на съставното ядро; • 1938 – Hahn, Strassmann/Meitner, Frisch – откриват ядреното делене; • 1938 – Bethe – ядреното сливане е енергетичния източник на звездите; • 1939 – Borh, Wheeler – първи модел описващ ядреното делене; • 1940 – McMillan, Seaborg – получават първия изкуствено създаден елемент;

  5. По важни събития от историята на ядрената физика • 1942 – Е. Fermi– първи ядрен реактор; • 1945 – първа ядрена бомба; • 1946 – Gamow – Big Bang космология; • 1946 – Bloch, Purcell – ядрено-магнитен резонанс; • 1947 – Libby – радиоактивно датиране; • 1949 – Mayer, Jensen, Haxel, Suess – слоест модел на атомното ядро; • 1952 – първа термоядрена бомба; • 1953 – A. Borh, B. Mottelson – колективен модел на атомното ядро; • 1955 – Nilsson – деформиран слоест модел;

  6. Ядрена физика http://www.lbl.gov/abc/wallchart/index.html

  7. Скала на размерите в микросвета Ако приемем че дължината на футболен стадион (~100 м) е равна на диаметъра на атома, то диаметъра на ядрото е колкото костилка от череша (~6 мм)

  8. Единици в Ядрената Физика • Енергия; 1 eV = 1.602 × 10-19 J • Типичните енергии на и βлъченията са ~1MeV E=eU U=1V 100 W ел. Крушка, за 1 час ще отдели: • Температурен еквивалент

  9. Large HadronCollider протони до 7 TeV Единици в Ядрената Физика Мравка тежаща 1 g се движи със скорост 5cm/s 7 TeV/u Колко нуклеона има в една мравка (от C)? • 210 MeV – средната енергия отделяна при деленето едно ядро 239Pu • 200 MeV – средната енергия отделяна при деленето едно ядро 235U Тротилов еквивалент: t(gTNT), mt(kgTNT), t(tTNT), kt(ktTNT) 1 gram TNT = 4184 J • 13.6 eV – йонизационната енергия на водорода • 1/40 eV – топлината енергия при стайна температура

  10. Енергетична скала в ядрената физика Ел. частици Ядра Атоми твърдо тяло, химия 100MeV 1 keV 10-5 100 105 1010 eV 107 K центъра на Слънцето 1K 300 K

  11. Основни означения X X X A A A XZ A=N+Z Z N N U U U 238 238 238 U92 238=146+92 92 146 146 Z – константа – изотопи (112Sn, 114Sn,115Sn,116Sn,118Sn,120Sn) N – константа –изотони (132Te, 134Xe, 136Ba, 138Ce)

  12. Ядрена масаи енергия на свързване Bei 10 – 100 keV m(N,Z) = A*1000 MeV 10-6 По дефиниция: 1 u (amu) = 1/12 M(12C) или M(12C) = 12u mp = 1.00782503207(10) u mn = 1.0086649157(6) u 1 u = 1.6605 10-24 g c2 = 931.494 MeV/u

  13. Енергия на свързване Ru Xe Енергетичния остатък/излишък от образуването на ядрена свързана система B/A  const = =8.0(8) MeV B  A(A-1) B  A най-близки съседи Ядрено делене D + D  3He + n Сливане

  14. Граници на съществуванеядрената материя Делене (за ядра с А > 230) Z2/A  41 S S

  15. Ядрени разпади Protons  Neutrons • -разпад: • излъчване на4He ядра • ZZ-2 • NN-2 • AA-4 EC • Електронен захват (EC) • Поглъщане на e-и излъчване на n • ZZ-1 • NN+1 • A=const • - разпад • излъчване на  • Z,N,A=const

  16. Карта нануклидите • До днес са идентифицирани около 3000нуклида; • От тях само 284 са стабилни; • Известни са 118 химични елемента (потвърдени до Z=110 Ds - Darmstadtium, Z=111 Rg– Roentgenium, Z=112 Cn - Copernicium);

  17. Фундаментални взаимодействия

  18. Ядрени сили и ядрен многочастичен проблем

  19. Физически факултет на СУ Св. Кл. Охридски

  20. Физически факултет на СУ Св. Кл. Охридски Катедри Астрономия + Оптика и спектроскопия Атомна физика Метеорология и геофизика Теоретична физика Методика на обучението по физика Радиофизика и електроника Квантова електроника Физика на твърдото тяло и микроелектрониката Физика на кондензираната материя + Физика на полупроводниците Обща физика Ядрена техника и енергетика Бакалавърска степен – 11 специалности Физика, Ядрена техника и енергетика, Медицинска физика Магистърска степен – 24 специалности Физика на ядрото и елементарните частици Ядрена енергетика и технологии Медицинска физика Докторска степен – 01.03.04, 01.03.05, 01.03.06 Ден на отворените врати във Физически факултет – 21.04.2012

  21. ИНТЕРЕСЪТ НА МЛАДИТЕ ХОРА КЪМ ФИЗИКАТА, ПОТРЕБНОСТТА ИМ ОТ КОНКРЕТНА ИНФОРМАЦИЯ ЗА СПЕЦИАЛНОСТТА И УКРЕПВАНЕ ВРЪЗКИТЕ НА ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ С НЕГОВИТЕ БЪДЕЩИ СТУДЕНТИ 1. Откъде се появи интересът Ви към физиката?

  22. ИНТЕРЕСЪТ НА МЛАДИТЕ ХОРА КЪМ ФИЗИКАТА, ПОТРЕБНОСТТА ИМ ОТ КОНКРЕТНА ИНФОРМАЦИЯ ЗА СПЕЦИАЛНОСТТА И УКРЕПВАНЕ ВРЪЗКИТЕ НА ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ С НЕГОВИТЕ БЪДЕЩИ СТУДЕНТИ 2. С какво Ви привлича физиката като професия?

  23. 3. С какво Ви притеснява физиката като професия?

  24. Естествена радиоактивност 224Ra 3.66d 212Pb 10.6h 228As 6.13h 228Ra 5.75y 228Th 1.91y 220Rn 55.6s 216Po 0.15s 236U 23My 232Th 14Gy 240Pu 6.5ky 212Po 11h 208Tl 3.1m 212Bi 61m 208Pb Z N 4n + 1 (Нептуниева) – 237Np(2.14106y) …..209Bi 4n + 2 (Уранова) – 238U(4.47109 y) … 222Rn(3.8d) ..206Pb 4n + 3 (Актиниева) – 235U(7.04108y) …..207Pb 4n – серия ториева серия Други 40K (1.28109 y) 87Rb (4.81010 y) 113Cd (91015 y) 115In (4.41014 y) 138La (1.31011 y) 176Lu (3.61010 y) 187Re (51010 y) В непрекъснато производство 14N + n  14C(5730y)+ p

  25. 15.5 MeV SR2A2/3 ZN 16.8 MeV 23 MeV Полу-емпирична масова формула 1930 Von Weizsäcker течно-капков модел 0.72 MeV Само 4 стабилни нечетно-нечетни: 2H, 6Li, 10B, 14N Bvol+Bsurf Bvol+Bsurf+Bc Bvol+Bsurf+Bc+Bsym B/A (MeV/nucleon) ap= 34 MeV A

  26. Линия на стабилност T1/2=3.5 m T1/2= 12 s T1/2=45 m T1/2= 9.52 m T1/2= 16.9 h T1/2= 2.76 y T1/2= 54 d 2 -: n  p + e- +  2 Четно А Нечетно А 49In 57La 56Ba A = 128 49In A = 125 55Cs 50Sn 51Sb 50Sn 56Ba 55Cs m(Z,A) 54Xe 51Sb Z 53I 53I 52Te 52Te +: p  n + e+ +  54Xe

  27. 132Cs – селектиране на канал

  28. Поляризационни измервания Q(E) – P.M. Jones et al., NIM A 362 (1995) 556

More Related