邮票上的物理学史（49）——核裂变

发现核裂变的故事应当接着发现中子往下讲 .在发现中子之前 ,用得最多的轰击原子核的炮弹是α粒子 .例如 ,历史上的第一个人工核蜕变就是卢瑟福用钋源发出的α射线轰击氮核 ,把它嬗变成氧原子 .约里奥-居里夫妇用钋源α射线轰击各种原子核 ,轰击铍发现了中子 ,轰击铝发现了人工放射性 ,但对Ｚ >2 0的原子核 ,α粒子轰击却不能引起核反应 .这是因为 ,原子核的正电荷的推斥力使α粒子不能进入原子核 .发现中子后 ,1 93 4年 ,意大利物理学家费米 (邮票见下节 )和他的研究集体试着用中子而不是α粒子来轰击原子核以产生人工放射现象 .费米认为 ,…     

查德威克和劳伦斯的通信

 英国物理学家查德威克于1932年发现了中子,中子的发现打开了原子核的大门,使原子核物理学有了划时代的进展,他因此荣获了1935年诺贝尔物理奖.美国物理学家劳伦斯由于发明了回旋加速器,为高能物     

粒子物理学和核物理学的相互交叉

 自从1911年卢瑟福用α粒子作为炮弹轰击金属薄箔发现了原子核,核物理学发展为物理学的一个重要分支.进入20世纪50、60年代以后,由于高能加速器的迅速发展,人们对物质结构的认识又深入到更深层次,基本粒子的种类多达几百种,粒子物理学成为探索微观世界的最前沿的一个学科.粒子物理学的诞生和发展深受核物理学的影响,而粒子物理学的发展反过来又影响着核物理学的某些基本问题的研究.一、原子核的新自由度1932年查德威克发现了原子核内除了有质子外还有中子,接着海森堡提出了原子核是由质子和中子组成的,质子和中子一直是组成原子核的基本组成成份.原子核内的质子、中子结合很紧,那么是什么样的核力使它们聚集在一起.     

原子核是由什么组成的?——老问题新探索

 1932年查德威克发现了中子,海森堡和伊凡宁柯立即于同年提出了“原子核是由中子和质子组成的”这一重要假说,从而使原子核物理学在实验和理论两方面沿着正确的轨道蓬勃发展起来,迄今整整60年了.然而,从现代的观点来看,人们目前仍不能确切地回答:“原子核是由什么组成的?”原子核作为多核子系统从本世纪30年代起,人们就认识到原子核是由两类核子（中子和质子）通过强相互作用结合起来的多体系统.     

奇异核漫谈

 一八九六年放射性现象的发观,使人类第一次接收到来自原子核的信息.十五年以后,原子的有核模型出现了.到了一九三二年,发现了中子,这促使人们认识到原子核是由不带电的中子和带正电的质子所组成.在核物理与核化学中,把由一定数目的质子与中子组成的原子核称为一种核素.至今已发现的核素约有二千七百种,其中仅有二百八十种左右是稳定的,也就是说,人们没有发现它们通过放射性衰变而转化为另一种核素的现象.     

高能物理学面临的两大难题

 一、物质结构历史简述大家知道,物质结构的研究已从早先的原子层次深入到夸克和轻子这一新层次。１９１１年,卢瑟福实验证实了原子中原子核的存在并发现了质子,１９３２年查德威克的实验发现了中子．中子的发现开创了人类认识物质结构从原子核进到质子、中子这一层次．海森伯和伊凡宁柯立即提出了原子核由质子和中子组成的假说．不久,这一假说获得验证并得到了有关原子核的正确认识．原子是由原子核和绕核运动的电子组成的,而原子核由质子和中子通过强相互作用结合而成．这样,随着核物理的发展,人类对物质结构的认识进入到基本粒子这一层次,即认识到自然界万物是由质子、中子、电子这些基本粒子构成的．     

中国散裂中子源简介

一、中子散射1932年,查德威克发现了中子,人们认识到原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。中子的发现及应用是20世纪最重要的科技成就之一。当一束中子入射到所研究的对象上时,与研究材料中的原子核或磁矩发生相互作用,被散射出来,通过测量散射出来的中子能量和动量的变化     

A～80核区三轴超形变的预言及形成机制

利用三维总位能面方法, 对A～80,核区的64个原子核作了三轴超形变的存在性研究. 经过计算, 从中找到了12个 原子核可能存在三轴超形变. 研究发现, 原子核中的中子转动能对三轴超形变的形成起主要作用, 中子壳修正对 其形成也有一定的影响.     

中子星——一个巨大的汤姆逊原子

 ①已知原子核组成的半岛大家都知道,一个原子核是由一些质子和一些中子组成的高密物质.如果用质子数Z做纵坐标,中子数N做横坐标,那么已知的原子核大体上都分布在对角线附近,如图1所示:就是说,一个原子核内,质子数大体上与中子数相等.比如,常见的氮原子核¹⁴N是由7个质子和7个中子组成,而钙原子核⁴⁰Ca是由20个质子和20个中子组成.但是,随着质量的增大,原子核内的质子多起来,库伦排斥力就增大,使得稳定的原子核渐渐偏离对角线而向着中子偏多而质子偏少的方向弯曲.比如铁原子核⁵⁶Fe由26个质子和30个中子组成,碘原子核¹²⁷I由53个质子和74个中子组成.事实上,所有观测到的原子核,天然的和人工的,稳定的和放射性的,长寿命的和短寿命的,都集中分布在这条略有弯曲的近似对角线附近,形成半岛状分布.但是,这个半岛只能延伸到Z～106的地方.实际上,Z>92的原子核（超铀元素）都是不稳定的.Z越大,原子核越不稳定,越容易自发裂变.Z>106时,原子核寿命将短到无法观测.更重的原子核是无法形成了.所以,半岛以外,乃是一片不能存在原子核的汪洋大海.     

中、高能核物理的一些进展

自从1932年发现中子之后,人们确信原子核是由中子和质子组成的.在此基础上发展了一系列的模型理论.首先,尼尔斯·玻尔用液滴模型成功地解释了核密度的饱和性,随后发现了原子核的幻数现象,并由此建立了原子核的壳层结构模型.五十年代初期,奥格·玻尔又提出了描述原子核集体运动的综合模型,解释了一系列原子核的低激发态性质.六十年代以来,又发展了核多体方法的微观理论,在解释低能核物理现象方面,取得了相当的成功. 七十年代以后,随着实验精度的提高以及用高能粒子(或由此得到的次级粒子)轰击原子核的实验增多,这些新的高能核物理现象,给原子…     

超越原子核滴线

近来发现了几种新的重同位素,至少其中之一超出了中子滴线．在以核内的中子数为横坐标,以质子数为纵坐标的核素图上,在原子核的丰质子一侧和丰中子一侧,各有一条边界线,分别称为质子滴线和中子滴线,超出滴线外的原子核中的核子是不能束缚在一起的．然而,目前人们对核力的了解还不足以用理论准确计算出滴线的位置．这就需要通过实验来寻找可能存在的原子核．     

物理学史中的八月 1969年8月9日:发现π介子开启粒子世界新大门的鲍威尔辞世

正1932年,英国物理学家查德威克(James Chadwick,1935年诺贝尔物理奖)宣布发现了中子,除了将当时所知的基本粒子由三个(光子、电子、质子)增加为四个之外,物理学家也马上确认原子核是由质子和中子所组成。但新的问题出现了,是什么样的作用力可以让质子和中子们相互拉扯,住在原子核那么小的空间中?要构成原子核这样的强固结合体,万有引力和电磁力都嫌太微弱了。     

快中子治癌

 原子核物理学和放射医学历来有着密切的关系.X射线的发现,奠定了放射治疗学的基础.随着中子的发现,又开辟了中子放射生物学和中子放疗学的研究和应用.早在伦琴发现X射线不久,1869年美国芝加哥Hahneman医学院的物理学家E.H.Grubbe首次声称治疗一例乳腺癌病人.不久经过另一些实验治疗,直到1922年放射治疗才被确认为一种控制恶性肿瘤有效的临床学科.     

核裂变和裂变机制的模型理论

 一、裂变反应的发现及其意义1932年查德威克发现了中子,使人类终于找到一把打开核反应大门的钥匙。由于中子和原子核之间没有库仑排斥力,可以很容易进入核内而产生各种类型的核反应过程,例如弹性散射、非弹性散射、粒子转移反应、敲出反应、俘获辐射反应等。     

中国散裂中子源

正中子是组成原子核的粒子之一,和质子一起组成氢之外其他元素的原子核。1932年,查德威克(J.Chadwick)用α粒子轰击铍,发现从铍放出的射线是一种质量跟质子差不多的不带电的粒子,命名为中子。1935年查德威克因发现中子的重大贡献,获得诺贝尔物理学奖。1936年米切尔(P.Mitchell)和鲍尔斯(P.Powers)采用镭、铍不稳定热中子源在实验上定性地证明了中子的衍射特性。1944年费米(E.Fermi)和津恩     

中子

引言在原子核物理領域中,中子在原子核性能的研究方面具有特别重要的地位。这是由於中子本身不带电荷,因此其与物質間的相互作用不受靜电力的影响而主要祇由原子核力及原子核結構的特性所决定。因之,自从中子發現以后,原子核物理学也就获得了巨大的發展。有關中子与原子核相互作用的实驗工作与理论工作交替地提高,从而奠立了原子核力的唯象理论的基礎及关于原子核結构的一些初步理論。同時由於中子可以引起原子核的链式反应,才     

最丰中子的双幻原子核:镍-78

<正>近期,两个实验组分别独立地确认了放射性原子核镍-78是双幻核,证实了原子核壳模型的预言。原子核镍-78,包含了28个质子和50个中子,由于具有较大的中子过剩,因而是检验壳模型的一个理想系统。早在1949年,Maria GoeppertMayer就指出:具有幻数(2,8,20,28,50,82,126)个质子或中子的原子核表现得更为稳定。这一思想促使了原子核壳模型的发展,也因此项工作,Mayer分享了1963年的诺贝尔物理学奖。类似于电子填充在原子轨道上,原子核壳模型的基本思想是质子和中子分别填充在原子核的单粒子轨道上。当原子核具有幻数个中子时,其外层轨道可被中子完全填     

原子核质量模型的检验

基于AME2016发布的基态原子核质量数据,分别从模型的精度及实验预言的中子新幻数两方面系统比较分析了八个普适核质量模型的可靠性及预言能力.分区系统的计算了八个核质量模型预言的核质量均方根偏差,分析发现对现有实验数据精确度较好的是Bhagwat和WS4两个模型.通过分析中子壳能隙随中子数的变化趋势发现KTUY, WS3和WS4三个模型可以较好地再现中子新幻数N=32引起的突变行为,预言了在Cl和Ar同位素链中N=32极有可能是新的幻数.通过分析超重区域a衰变能随中子数的变化趋势发现FRDM12, WS3和WS4三个模型均可以较好地再现N=152, 162的子壳现象,且预言了对于质子数Z=108—114同位素链在N=184处原子核的寿命相对较长.     

原子核质量中的奇偶性

原子核质量的描述和预言是原子核结构理论中的基础问题之一。相邻原子核质量存在奇偶性,这些奇偶性对于构造局域质量关系和研究核子对力相互作用有参考意义。本文回顾了我们在近年来注意到的相邻原子核质量之间的奇偶性方面研究的主要结果,包括最后一个质子与中子相互作用[标记为δV1p-1n]的奇偶性及其起源、δV1p-1n奇偶性导致的Garvey-Kelson质量关系的奇偶性、单核子分离能与原子核的质子和中子数奇偶相关性等。     

在地球物质中寻找超重元素

一、超重元素存在的理论预言 到目前为止,已经发现的元素有 107种,核素有1900多种.如果我们以原子核内的中子数N为横坐标。质子数Z为纵坐标,把所有稳定的与放射性的核素标在核素图上,便可以看出,自然界中已知的稳定原子核聚集在中子数接近质子数成一定比例的范围之内,称为稳定带、稳定半岛(见图1).那些中子数或质子数远离稳定带的原子核会发生β衰变(放出正或负电子与中微子)和α衰变;近年来又发现有质子发射;或者俘获电子等转变达到稳定带. 原子序数超过84的重元素都是不稳定的.它们自发地进行α衰变、β衰变或自发裂变等.一般地讲.愈重的…