原子核的質量和原子核反应

我们都知道原子核能放出巨大無此的能量,可是我们对於原子核真正的了解却並不多,主要这是因为單个原子核是非常小的。直到上世紀末,由於科學和技術水平的不断提高,人們才有可能去研究它的性質。最近科学家和工程師們更進一步控制了它的行动,使原子核巨大的能量为滿足人類生活的需要和增加人類的幸福服务。在这一篇文章裹,開始先谈一下原子核的一般性質,然後比较详細地說明其中最重要的一个性質——它的質量。接着我們將談到:一     

原子核从何而来

原子核是由质子和中子组成的。由确定的中子数和质子数构成的原子核被称为核素。目前实验上发现了3450多种不同的核素。每种核素都有自己的寿命。这些核素中,稳定的和至今没有观察到衰变的核素只有254种,另外有34种核素,其寿命比地球的年龄还长。它们在核素图上的位置——即β稳定线,位于狭长区域的中央。除这些核素外,其他核素寿命都比较短,统称放射性核素,位于β稳定线的两侧。离稳定线越远,核素的寿命越短,甚至即生即死。人们不禁要问,这3450多种核素是从何而来？这是一个较为复杂的问题,简单来说：核素有两种来源,即在宇宙演化中产生和实验室中人工合成。     

原子核的转变

引言本文的目的是介绍怎样从原子核在低能(可以归定为50M(?),以下的能量)转变时所放出的幅射的性质定出原子核的状态的一些特性,再根据这些状态间变迁的规律来探讨原子核的结构。这也就是低能原子核物理研究的主要目的之一。原子核的一般性质,例如:它的大小、带电量、质量、构成原子核的核子(即质子和中子的总称)的带电量、质量、自旋、磁矩、     

电子和原子核散射研究原子核结构

本文综述了近年来我们组利用电子散射结合相对论平均场模型对奇特核结构的研究.我们发展了相对论平均场框架下的磁电子散射方法,并用其研究一些中子晕及质子晕核的基态组态,例如,23O,17,29C和23Al.研究发现,原子核不同组态的弹性磁形状因子彼此差别很大.其次,我们发展了相对论平均场框架下的弹性库伦电子散射方法,并用该方法研究了奇特核的电荷分布.研究发现,丰质子核中扩展的电荷密度分布可以通过库伦电子散射来测量.这种方法还被进一步推广用于计算弹性宇称不守恒电子散射,研究了一些典型原子核的中子密度分布,例如,Ca同位素链,N=50同中子素链以及N=Z的双幻核.结果表明,宇称不守恒非对称度的振幅主要由质子和中子形状因子极小值之间的距离决定.这些结果为下一代电子-核对撞机上的电子散射实验提供了有用的参考.     

原子核的裂变

1938年左右,哈恩(Hahn)和斯特拉斯曼(Strassman)等首先发現了鈾核俘获中子后,产生了比原来鈾輕很多的、放射性很強的元素。后来經过仔細的分析才知道原来是鈾吸收中子后,分裂成了两个差不多大小的原子核。在这过程中还释放出大量的能量,并伴随着放出中子、γ射綫和β射綫等。此后这一現象就得到了很大的重视,并利用过程的鏈鎖性,制成了反应堆,利用核裂变过程中所释放的能量为人类服务。     

原子核状态方程

介绍了在核子自由度占优势时原子核状态方程的一些知识,并对在饱和状态下直接研究和在重离子碰撞中间接研究原子核状态方程的情况做了评述． The knowledge of nuclear equation of state for which nucleonic effects are dominant is presented. The direct studies which close to the saturation state and the indirect studies involving heavy ion collisions on nuclear equation of state are reviewed.     

原子核质量的精密测量

一、引言:为什么要测量原子核的质量自然界中万物都是由原子组成的,但是一个原子中的主要质量都集中于原子核,它占原子质量的99.9%以上。在原子核内,其质量与各种力的固有的内在联系,使得原子核的质量成为许多科学研究领域的支柱。因此,原子核的质量,作为它的最主要的特性,无论是在日常生活中,还是在科学技术中都具有主要的地位和作用。     

原子核模型的研究

到目前为止,物理学家提出了许多原子核模型.最著名的有:1932年费米提出的气体模型的原子核结构;1935年由N·玻尔和费伦克尔提出的液滴模型;1949年由迈耶夫人和简森各自提出的壳层模型;由A·玻尔和莫特尔逊于1953年提出的集体模型(综合模型).本人认为,原子核的结构应为磁场结构模型.下面就对这一结构模型进行说明.1原子核内的质子问的受力分析     

轻原子核的变形

近来分析轻原子核的能谱发现有些原子核似有转动能级。本文根据综合模型的理论对一些轻原子核的基态、激发态和变形之间的关系加以研究。在讨论中考虑了对能及转动微扰的影响,结果发现转动微扰对於形变的影响颇大,在某些情形例如:O¹⁷,O¹⁸能将长形变成球形,并且改变能级的组态的次序。     

原子核的四面体对称性

除了几个幻数核呈球形外,原子核大都是变形的,例如椭球形。现代核物理实验已发现,原子核可以呈“梨形”形变,即具有反射不对称性。理论研究预言,原子核还可能具有“金字塔”形变,即四面体对称性,而实验上还未找到原子核的这种新对称性。文章从强相互作用量子多体体系的对称性及其破缺的基本规律出发,阐明原子核四面体形变的形成机制,并介绍其理论描述。同时讨论寻找四面体形变原子核的基本方法和最新实验研究进展。     

关于原子核的电四极矩

 一、原子核的电四极矩原子核的内禀电四极矩,来源于核电荷的非球形分布,一般可用并矢或(3×3)二秩不可约张量表示。如果选择核自旋轴I(沿z轴)为核电四极矩主轴,由于核对自旋轴的旋转对称性,电四极矩仅有一个独立分量,称为标量电四极矩.     

原子核的连续介质模型

本文将原子核看成一连续介质,其能量及密度由一假设的能量泛函经变分法求出。式中所含参量由拟合核质量及电荷分布的平均行为给出。用本文公式算出的镜象核质量差与实验值的偏离在4％以内(A≥20),较液滴模型有较大改进。文中还讨论了用这模型处理核密度的多极振荡问题,初步的计算结果与实验符合的情况是好的。     

原子核存在的区域

本根据原子核液滴模型的外斯塞格质量半经验公式，给出了核中质子的平均结合能，从而确定子原子核存在的区域。     

轻原子核的质量

近年原子核反应能量(包括核衰变能)的精密测定的累积,使我们有可能单独从核反应能的测量来确定轻原子核的质量。本文用近似的最小二乘统计平差,由原子核实验数据得出从中子到Ca⁴¹各同位素的原子量。主要结果如下:(1)由核反应能导出的、质量差2D²-He⁴的数值和质谱测定的比较,给质量和能量联系公式,E=mc²,提供了最精确的实验证明。准确度为1/6000。(2)从A=1到41一共79个同位素的原子量(表8),和统计平差后的Q值(表1)。这是现在由原子核转变的数据所能得到的,一组最可几的质量值。主要的质量是:n=1.008 9842(±17),H¹=1.008 1440(±17),D²=2.014 7381(±29),He⁴=4.003 8732(±21),C¹²=12.003 807(±5),S³²=31.982 188(±26),Ca⁴⁰=39.975 204(±39)。(3)本文所得的结果显示作者所用的方法,在现阶段原子核实验知识的限度下,和全盘的最小二乘平差方法具有同样意义,达到同等的精密度,而手续较为简单有利,且便于发现实验结果中的系统偏差。(4)核反应能测定和最近质谱测定的比较表明,对于H¹,D²,He⁴的质量,这两种方法已经符合。至于C¹²的质量,则仍有确定的差异;S³²和Ca⁴⁰则两种测定差异较大,尚未一致。     

原子核動力学

1954年6月27日在蘇聯,第一個原子能工業電力站開始供電了,這個電力站的功率為5000仟瓦。現在正在著手建立更大的、功率為50000—100000仟瓦的電力站。 1954年或者應該叫做原子核動力学實際建立的一年。 蘇聯的科学家和工程師在這個領域中的工作較之美国和其他國家的工作超過了好幾年,實現了科学舆技術史上最重要的事件,这個事件标誌着真正的科學技術革命的開始。最近在道個對於國民經济具有很重大的意义的新的技術領域中,毫無疑問,得到了很顯著的成就。原子能電力站的主要優點是:只需極少量的“燃料(топливо)”就可以得到大量的能。功率与德聶伯水電站相同的原子能電力站每年只消耗大約70仟克的原子核燃料。在地球上普通燃料(煤、石油)的貯量是很有限的,而核能在原則上是取用不盡的,因此很明顯地可以看出:原子核动力学的開闢對於人類有着多么重大的意义。     

中能原子核反应

一、引言研究原子核反应的目的主要是为核能(包括裂变能及聚变能)的利用提供数据,如反应热、反应全截面及部分截面等等。在学科研究方面,可以通过核反应来研究核结构及核反应机制。通过测量核自旋、磁矩及电四极矩等,可以了解核的某些静态特征;研究核衰变就能了解     

原子核乳膠

大家知道,物質的放射性就是用照相底片發現的。普通照相底片,特別是X光底片,直到今天仍是探测放射线的常用工具。但是一般的说,普通照相底片只能記录許多射綫的总效应,不能测定射綫的各种性質,对于少量射线常無能为力。科学家們經过长期研究,制成了一种特別的照相底片,它可以記录單个的帶电質点,而且可以测定質点的各种性質。因此,     

中能原子核反应

一、引言研究原子核反应的目的主要是为核能(包括裂变能及聚变能)的利用提供数据,如反应热、反应全截面及部分截面等等。在学科研究方面,可以通过核反应来研究核结构及核反应机制。通过测量核自旋、磁矩及电四极矩等,可以了解核的某些静态特征;研究核衰变就能了解核能极的性质。但是原子核反应的方法比核衰变的方法有许多优越的地方。在核反应中,使用能量较高的核弹来轰击靶核可以研究高激发态的核能极性质。例如,通过La~(141)的β衰变并测量相应的退激γ射线,可以定出Cc~(141)核的一个1.35MeV的激发态;而通过Ce~(141)的(d,p)反应却可以定出Ce~(141)的七个激发态的位置及相