文档介绍：第一章原子核的基本性质
静态性质:标志一个核的存在的基本物理量
电荷、质量、半径、自旋、磁矩、电四极矩、宇称、统计性等
动态性质:标志原子核发生变化的物理量
衰变寿命、分之比等
§ 原子核的电荷、质量和半径
1. 电荷
Rutherford大角散射:确定原子有一个核心
原子——原子核+核外电子
原子核:~10-14m
%以上的原子质量
Q原子=Q核+Q电子=0
Z= 原子序数=核电荷数=核内质子数
测定原子核电荷
Rutherford方法:N ∝ Z2
Moseley方法: ν−= BAZ
对于特定的X射线,A, B=常数
*对短寿命重元素,需采用复杂的电荷辨别方法( 相对论效应)
*1-94号元素:天然存在(43、61、93号元素除外)
95-114号元素:人工产生
超重岛?
2. 核的质量
M = M + M −W
A N e e
12 原子质量
u1 = C 1 == ×10−27kg
12 N
A
= MeV/c2
特征能量单位:keV、MeV、GeV、TeV
103 106 109 1012 eV
1eV= x 10-19 J
测质量的质谱仪方法(电磁方法):
2
= 1 MvqV 2 Mv = qvB
2 R
RqB 22
M =
2V
:电压; BVV :][ 磁感应强度; 半径; 电荷][:][:][ ;MCqmRtesla :质量 kg][
原子核的质量数=质子数+中子数≈核的质量整数(u)
(197Au, 10 ,B 16C, 10He, 11Li, 11Be)
核素(Nucleus):有确定的质子数和中子数 79 5 6 2 3 4
1 2 3 235 238
同位素(Isotope):质子数相同的一类核素(1H,1H,1H 92U, 92U)
2 3 4
同中子数(Isotone):中子数相同的一类核素(1H,2He,3Li)
40 40 40
同量异位素(Isobar):质量数相同的一类核素(18 ,19 ,20CaKAr )
60m 或*60
同核异能素(Isomer):有确定的质子数和中子数但能量不同的核素( 27 27CoCo )
Box 1a. Heyde, ,
The heaviest artificial
elements in nature: from
Z=109 towards Z=112
Mass excess: Δ= M – A in MeV or u
./ (核科学与核技术教育部网上合作研究中心)
/
不稳定原子核的质量有一定宽度:ΔE τ= ħ
超重核研究现状和发展趋势
Chart of the Nuclides at High Z End LogT1/2
(sec)
温熔合:292116
120 14
困难1:目前合 Z=116, N=176
困难1:目前合 48Ca+248Cm
成的最丰中子成的最丰中子 70Zn+208Pb
110 的核与稳定岛的核与稳定岛冷熔合:277112 10
Proton number
Protn umbe
的核中子数相的核中子数相 Z=112, N=165
100 差约10个。差约10个。 6
超重核稳定岛
248Cm
90 Z=114, N=184 2
要求要求11:或寻找新的合成:或寻找新的合成
80 机制,或利用丰中子放射机制,或利用丰中子放射-2
208Pb 性核。性核。
70 -6
100 2004110 120 130 140 School150 160 170 180 190
Neutron number
从1969至1974,美国Berkeley和俄罗斯Dubna,重离子诱发的“热熔合”,合成
了104、105和106三种元素的几个同位素。中子跑走太多,融合截面小。
1973年,Dubna小组利用40Ar+208Pb反应证实了他们提出的以双幻核为靶以减
少复合核的激发能,降低复合核裂变的竞争,提高重余核产额的想法-“冷熔
合”。德国GSI在1975年建成了重离子强流直线加速器、研制了重余核分离设备
SHIP和单个原子的α衰变关联测量技术,使得他们可以分离寿命短至几个微秒的
蒸发余核并测量其α衰变。从1981-1996年,GSI小组利用强流54Cr,58Fe,
62Ni,64Ni和70Zn束流轰击20