Зарядовая независимость. Это свойство проявляется в том, что ядерные силы действуют как между заряженными, так и между нейтральными частицами

Ядерные силы являются короткодействующими.

Это сильное взаимодействие.

Нуклоны в ядре удерживаются ядерными силами.

Реакцией деления тяжелых ядер люди уже научились управлять и использовать ее в мирных целях, но реакция синтеза легких ядер (термоядерная реакция) носит пока неуправляемый характер и используется в водородных бомбах.

Слияние (синтез) легких ядер в одно более

Деление тяжелых ядер на несколько более

легких;

тяжелое.

Эти два вида процессов и реализованы на практике. Например, при делении 1 г урана-235 выделяется энергия

W= 8,0*10¹⁰Дж, - примерно такая же, как при сгорании 2,7 тонны каменного угля или 2 тонн нефти.

При слиянии двух ядер тяжелого водорода ₁ Н² и образовании ядра гелия ₂Не⁴ выделится энергия W=24 МэВ. Для сравнения, при сгорании угля до СО₂ -- при соединении одного атома углерода с двумя атомами кисло­рода - выделяется энергия всего лишь около 5 эВ.

Отличительные свойства ядерных сил:

Радиус их действия равен примерно 10^-15м. На этих расстояниях они значительно превышают кулоновские силы отталкивания протонов. При уменьшении расстояния между нуклонами их при­тяжение сменяется отталкиванием.

3. Ядерные силы обладают свойством насыщения. Это прояв­ляется в том, что каждый нуклон в ядре взаимодействует лишь с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов.

4. Ядерные силы не являются центральными. Их величина за­висит от ориентации спинов частиц.

Что касается природы ядерных сил, то по современным пред­ставлениям они имеют обменный характер, т.е. обусловлены об­меном частицами.

Идея обменного характера ядерных сил была высказана в 1934 г. советским физиком И.Е.Таммом (1895—1971). В то время кроме протона и нейтрона были известны фотон, элек­трон, позитрон. Было высказано предположение, что ядерное взаимодействие обусловлено электронами. Однако расчет пока­зал, что ядерные силы значительно больше тех, которые получа­лись бы в результате обмена электронами.

В 1935 г. японский физик Х.Юкава (1907—1981) высказывает смелую гипотезу о том, что в природе существуют пока еще не обнаруженные частицы с массой покоя 200—300 масс электрона. Они-то и обусловливают ядерное взаимодействие. Поскольку их масса занимает промежуточное положение между массой нукло­нов и массой электронов, то они получили название мезонов («мезос» — средний).

В 1936 г. в космических лучах были открыты частицы с массой т = 207 т_е,

названные - мезонами (совре­менное их название мюоны). Естественно, физики предположили, что это и есть предсказанные Юкавой частицы. Однако оказа­лось, что мюоны очень слабо взаимодействуют с нуклонами и не могут обеспечить ядерное взаимодействие (Мюоны относятся к классу лептонов).

В 1947 г. в космических лучах был открыт новый тип мезонов -мезоны (пи-мезоны). Они-то и считались довольно долго но­сителями ядерных сил.

Существует три вида пи-мезонов: (совр. название — пионы),

; .

В связи с развитием теории кварков и ее экспериментальным подтверждением установлено, что мезоны не относятся к фунда­ментальным частицам. Каждый мезон состоит из кварка и антик­варка. Фундаментальными переносчиками сильного взаимодей­ствия по современным представлениям являются глюоны.

Дата добавления: 2014-01-06