Основные законы и понятия ядерной физики

Основные Понятия

Атомное ядро - центральная часть атома, состоящая из протонов и нейтронов.
Протон - положительно заряженная частица, входящая в состав ядра атома.
Нейтрон - частица без заряда, также входящая в состав ядра атома.
Ядерная реакция - процесс взаимодействия ядер, в результате которого изменяется их состав.
Радиоактивность - процесс спонтанного распада нестабильных ядер с выделением энергии.

Основные Законы Ядерной Физики

Закон сохранения массы и энергии: Масса и энергия в замкнутой системе сохраняются. Это выражается уравнением Эйнштейна:

E = mc²

где E — энергия, m — масса, c — скорость света в вакууме.
Закон радиоактивного распада: Активность радиоактивного вещества со временем уменьшается согласно экспоненциальному закону:

A = A₀ * e^(-λt)

где A₀ — начальная активность, λ — коэффициент распада, t — время.
Закон сохранения импульса: В ядерных реакциях общий импульс системы до и после реакции остаётся постоянным.

Основные Формулы

Энергия связи ядра: Энергия, необходимая для разделения ядра на отдельные протоны и нейтроны:

Eₛ = (Z * mₚ + N * mₙ - Mₙ) * c²

где Z — число протонов, N — число нейтронов, mₚ и mₙ — массы протона и нейтрона, Mₙ — масса ядра.
Энергия излучения при бета-распаде: Энергия, выделяющаяся при распаде ядра:

Q = M(нач) - M(конеч)

где M(нач) — масса начального ядра, M(конеч) — масса конечного ядра.
Энергия при альфа-распаде: При альфа-распаде выделяется энергия, равная разности масс до и после распада:

Q = (M(ядра) - M(ядра после альфа)) * c²

Типы Ядерных Реакций

Ядерное слияние - процесс, при котором два легких ядра сливаются в одно более тяжелое, выделяя большое количество энергии.
Ядерное деление - процесс распада тяжелого ядра на два или несколько более легких, при котором также выделяется энергия.
Каптурный процесс - захват нейтрона ядром, что может приводить к образованию нового элемента.