N izotony izobary izotopy NZ Z defekt masy

N izotony izobary izotopy N=Z Z

defekt masy jąder = energia wiązania jąder średnia energia wiązania jąder energia separacji neutronu energia separacji protonu

E/A (Me. V) 4 He 12 C 16 O 62 Ni A

Model kroplowy półempiryczny wzór masowy [Me. V] objętościowy powierzchniowy kulombowski asymetrii parzystości

E/A (Me. V) A

E / Me. V 82 2 8 20 28 50 126 N E / Me. V Z

dualizm falowo-korpuskularny długość fali nukleonu w jądrze atomowym: dla:

Potencjał Saxona-Woodsa V Me. V A =44; Z = 20 VC r / fm VSW

gęstość jądra r r 0 potencjał jądrowy

Spin nukleonów Orbitalny moment pędu Kwantyzacja przestrzenna l=2 Orbitalno-spinowy moment pędu

Spin jądra

Równanie kinetyczne rozpadu jąder - prawo rozpadu l - stała rozpadu T½ - okres połowicznego rozpadu t - średni czas życia

Szeregi promieniotwórcze 235 U 238 U T 1/2=7, 04· 108 lat T 1/2=4, 51· 109 lat A = 4 n+3 A = 4 n+2 / / 207 Pb 206 Pb 232 Th 237 Np T 1/2=1, 4· 1010 lat T 1/2=2, 14· 106 lat A = 4 n+1 / / 208 Pb 209 Bi wiek Ziemi ~ 4· 109 lat

238 U - T 1/2 = 4, 468· 109 lat 226 Ra - T 1/2 = 1600 lat

Reakcje jądrowe proste reakcje jądrowe 4 He + 14 N ® 17 O + 1 H 4 He + 9 Be ® 12 C + n 4 He + 27 Al ® 30 P + n DE = +1, 2 Me. V (Rutherford, 1919) 30 P ® 30 Si (b+) (Joliot-Curie, 1934) + 7 Li ® 2 4 He 1 H + 9 Be ® 11 C + n 1 H n + 27 Al ® 24 Na + 4 He 24 Na ® 24 Mg (b–) n + 107 Ag ® 108 Ag* ® 108 Cd (b–) 2 H + 3 H ® 4 He + n DE = − 17, 58 Me. V kruszenie jąder 1 H (340 Me. V) + 56 Fe ® od 22 Na. . . do 55 Co

rozszczepienie jąder

reakcje termojądrowe (fuzja jądrowa) + 2 H ® 3 He + 1 n 2 H + 2 H ® 3 H + 1 H 2 H 3 H + 2 H ® 4 He + 1 H DE = − 3, 27 Me. V DE = − 4, 03 Me. V DE = − 17, 59 Me. V

log 10 N Rozpowszechnienie pierwiastków we wszechświecie (NSi = 106) Z

"Spalanie" wodoru ~107 K + 1 H ® 2 H + e+ + ne DE 1 = − 1, 44 Me. V 2 H + 1 H ® 3 He + g DE 2 = − 5, 49 Me. V 1 H + 3 He ® 4 He + 21 H DE 3 = − 12, 86 Me. V 41 H ® 4 He + 2 e+ + 2 ne DEc = − 26, 72 Me. V 3 He "Spalanie" helu ~2· 108 K + 4 He ® 8 Be 12 C + 4 He ® 16 O + 4 He ® 20 Ne + 4 He ® 24 Mg 4 He + 4 He ® 12 C T 1/2=3· 10− 16 s DE = − 7, 15 Me. V DE = − 4, 75 Me. V DE = − 9, 31 Me. V 8 Be "Spalanie" węgla ~5· 108 K 12 C + 12 C ® 24 Mg ® 23 Na + 1 H ® 20 Ne + 4 He DE = − 13, 85 Me. V DE = − 2, 23 Me. V DE = − 4, 62 Me. V

"Spalanie" wodoru w cyklu węglowo-azotowym 12 C - katalizator 12 C + 1 H ® 13 N + g 13 N ® 13 C + e+ + ne 13 C + 1 H ® 14 N + g 14 N + 1 H ® 15 O + g 15 O ® 15 N + e+ + ne 15 N + 1 H ® 16 O ® 12 C + 4 He + g

a - proces ~109 K 24 Mg, 28 Si, 32 S, 36 Ar, 40 Ca ® 44 Sc+ e+ + ne 44 Sc ® 44 Ca + e+ + n e 44 Ca + 4 He ® 48 Ti 44 Ti Procesy s (slow) i r (rapid) ~ 109 - 1010 K wiązanie neutronów i rozpady b– X-proces promieniowanie kosmiczne powstawanie lekkich jąder Li, Be, B np. : 14 N + 1 H ® 11 C + 4 He ® 11 B + e– + – n + 4 He e