Атомные ядра. Основные характеристики. Варламов В.В - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

18
3. Масса атомного ядра
Масса атомного ядра – одна из важнейших его
характеристик. Измерения масс атомных ядер показали, что
масса ядра отличается от суммы масс свободных протонов и
нейтронов, входящих в его состав. Выраженная в
энергетических единицах разность между массой ядра
M(A,Z) и суммой масс свободных Z протонов и (A - Z)
нейтронов называется энергией связи ядра
E
св
E
св
(A,Z) = [Zm
p
+ (A - Z)m
n
) - M(A,Z)]c
2
.
Она определяет минимальную энергию, которую надо
затратить, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны.
Основные методы измерения масс атомных ядер
(более подробно описанные в [10]):
• метод магнитного анализа: магнитная жесткость
спектрометра
Br, масса ядра M, его скорость v и заряд
q связаны соотношением Br = Mv/q, где B –
напряженность магнитного поля,
r – радиус поворота
иона в магнитном поле;
• метод времени пролёта: в этом случае масса иона
M
иона
определяется из соотношения Br =
иона
M
L
qT
, где L –
расстояние между детекторами, с помощью которых
измеряется время
T пролета ионом расстояния L;
• измерение циклотронной частоты: частота
ω
иона,
вращающегося в постоянном магнитном поле
B,
связана с его массой
M и зарядом q соотношением
B/
ω
= M/q;
• измерение энергии реакции Q: в двухчастичной
реакции
Aa Bb
+
→+
массы ядер связаны
соотношением
2
Aa Bb
Q
MMMM
c
+
=++
; если известны
массы трех частиц, то масса четвертой частицы 
              3. Масса атомного ядра
     Масса атомного ядра – одна из важнейших его
характеристик. Измерения масс атомных ядер показали, что
масса ядра отличается от суммы масс свободных протонов и
нейтронов, входящих в его состав. Выраженная в
энергетических единицах разность между массой ядра
M(A,Z) и суммой масс свободных Z протонов и (A - Z)
нейтронов называется энергией связи ядра Eсв
          Eсв(A,Z) = [Zmp + (A - Z)mn) - M(A,Z)]c2.
Она определяет минимальную энергию, которую надо
затратить, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны.
     Основные методы измерения масс атомных ядер
(более подробно описанные в [10]):
•    метод магнитного анализа: магнитная жесткость
     спектрометра Br, масса ядра M, его скорость v и заряд
     q связаны соотношением Br = Mv/q, где B –
     напряженность магнитного поля, r – радиус поворота
     иона в магнитном поле;
•    метод времени пролёта: в этом случае масса иона
     Mиона определяется из соотношения Br = Mиона L , где L –
                                                  qT
     расстояние между детекторами, с помощью которых
     измеряется время T пролета ионом расстояния L;
•    измерение циклотронной частоты: частота ω иона,
     вращающегося в постоянном магнитном поле B,
     связана с его массой M и зарядом q соотношением
     B/ ω = M/q;
•    измерение энергии реакции Q: в двухчастичной
     реакции     A+a → B +b     массы    ядер    связаны
                                            Q
     соотношением M A + M a = M B + M b +      ; если известны
                                            c2
     массы трех частиц, то масса четвертой частицы
                             18

Страницы