Jadrová fyzika

Jadrová fyzika sa zaoberá jadrami atómov. Zakladae¾om tohoto vedného odboru bol Becquerel a o jej rozvoj sa zaslúžili Rutherford objavením jadra atómu, Chaddwick objavením protónu rodina Curieová, ktorí študovali žiarenie jadra istých prvkov a ïa¾ší. Existuje viacero spôsobov štúdia jadier elementárnych èastíc, medzi ne patrí napr. Gerigerov-Mullerov poèítaè, hmlová, alebo bublinová komora. Všetky tieto zariadenie fungujú na princípe jonizácie.

Atómové jadro je sústva, zložená z protónov a neutrónov, ktoré sa tiež nazývajú nukleóny. Pre znaèenie atómov jednotlivých prvkov sa používa toto znaèenie

Z je protónové èíslo

A je nukleónové èíslo

Ak dva atómy jedného prvku majú rovnaké protónové èíslo, no lýšia sa nukleónovým èíslom jedná sa o izotopy atómov prvku. Náboj jadra()

Na základe porovnania hmotnosti jadra atómu, ktorú dostaneme súètom hmotností nukleónov() s reálnou, experimentálne urèenou hmotnosou jadra() získame vzah

Hmotno jadra je vždy menšia ako súèet hmotností() Z protónov a hmotností() N neutrónov.

Väzbová energia jadra, je energia, ktorá je potrebná na rozdelenie jadra na Z protónov a N neutrónov a tiež na syntézu jadra zo Z protónov a N neutrónov. Hmotnostný úbytok() je velièina, ktorá je daná rozdielom vypoèítanej hmotnosti jadra, teda hmotnost vyplývajúcej zo súètu hmotností protónov a neutrónov a experimentálne dokázanou hmotnosou jadra. Vzah medzi väzbovou energiou a hmotnostným úbytkom:

Pri štúdiu procesov, pri ktorých sa uvo¾ní iba malá èas vnútornej energie jadier sa používa velièina väzbová energia pripadajúca na jeden nukleón(), v jadre s A nukleónmi.

Èím je táto hodnota výššia tým viac energie je potrebné na rozdelenie jadra na nukleóny.

Rozlièné hodnoty pre rôzne jadrá objasòujú procesy, ktoré prebiehajú v jadrách hviezd, a pri ktorých sa uv¾òuje èas vnútornej energie. Vo hviezdach nastáva proces, kde sa uvo¾òuje energia syntézou ¾ahších jadier na ažšie.

existujú dva deje pri, pri ktorých sa uvo¾òuje jadrová energia. Sú to 1. syntéza ¾ahkých jadier a 2. štiepenie ve¾mi ažkých jadier.

syntéza ¾hkých jadier

Energia získaná v prvej rovnici je dodaná do druhej, z ktorej získavame 22,36MeV. Aby mohla by syntéza jadier realizovaná je potrebné ve¾ké množstvo energie. Potrebné množstvo energie je možné získa napr. vo ve¾mi horúcom plyne a vtedy hovoríme o termonukleárnej syntéze.

Strassmann a Hahn robili pokusy, kde ostre¾ovali jadrá Uránu neutrónmi a došli k takýmto rovniciam

Tieto rovnice majú dve veci spoloèné.1. v oboch sa uvo¾òuje okolo 200Mev energir

2. vo väèšine reakcií vznikajú opä neutróny

Pri týchto reakciách vznikajú opä neutróny, ktoré buï spôsobujú, alebo nespôsobujú ïa¾šíe štiepenie. Stredný poèet úèinných neutrónov(k) je priemerný poèet neutrónov schopných štiepenia. Ak je tento poèet väèší ako 1, reazová reakcia sa lavinovite zväèšuje, ak je menší ako 1 reazová reakcia vyhasíòa a ak je rovný 1 reaz. reakcia je stacionárna(poèet štiepení za sekundu je konštantný).

V jadrových reakciách platí zákon zachovania úhrnného elektrického náboja. Pre rozpad neutrónu platí

kde je elektrónové antineutríno

Vo všeobecnsti je možné zapísa jadrovú reakciu takto: Mikroèastica(a) strela dopadá na jadro terèíka(X) a vznikajú èastice b a Y, ktoré sú vo všeobecnosti iné ako pôvodné èastice a,X.

a+X® Y+b

ak je <