Фізика атомного ядра і елементарних частинок

1. Склад атомного ядра.

Ядра всіх атомів складаються з двох видів елементарних частинок – протонів і нейтронів (загальна назва – нуклони).

· Протон (р): має заряд +е і масу m_p = 1,00813 а.о.м. = 938,28 МеВ. Для порівняння у електрона маса дорівнює m_e=0,511MeB,тобтоm=1836m_e.(1а.о.м.=931,5МеВ=1,66*1027кг). Протон має спін, що доріванює s=1/2 і власний магнітний момент , де

- одиниця магнітного момента, що називається ядерним магнетоном, і отож (тобто в 660 разів менше магнітного момента електрона.

· Нейтрон, відкритий в 1932 р. англійським фізиком Чедвіком. Електричний заряд його дорівнює нулю, а маса m_n=1,00839а.о.м. = 939,57МеВ, має спін s=1/2 і (незважаючи на відсутність електричного заряда) власний магнітний момент (знак мінус вказує на те, що напрямки власних механічного і магнітного моментів протележні).

У вільному стані нейтрон нестабільний (радіоактивний) – він самовільно розпадається, перетворюється в протон випромінюючи електрон (е^-) і ще одну частинку антинейтріно . Період напіврозпаду, тобто час на протязі якого розпадається половина початкового числа нейтронів дорівнює 12хв. Схема розпаду:

. (5.1)

Маса антинейтрино дорівнює нулю (маса спокою). Враховуючи, що , маємо, що маса нейтрона більше маси частинок,з яких він складається на 1,5m_e, тобто на 0,77МеВ. Ця енергія виділяється при розпаді нейтрона у вигляді кінетичної енергії частинок, що утворюються.