1. Atomo branduolio sandara ir jo charakteristika.Branduoliai sudaryti iš nukleonų: protonų (teigiama dalelė) ir neutronų (neutrali dalelė, turi magnetinį momentą), surištų branduolinėmis jėgomis.mp = 1,672648 * 10-27 kg = 1,00759 amvmn = 1,674954 * 10-27 kg = 1,008665 amvqp = -e = 1,6 *10-19 Cqn = 0;Sp = Sn = ½μp = 2,79 μbrμn = -1,91 μbrXAZ – Z – eilės numeris (protonų skaičius); A (masės skaičius); A = Np + Nn.Izotopas – branduolys, kurio protonų skaičius tas pats, o neutronų skiriasi. (H21, H31)Stabilūs izotopai – tarp A – Z = 2Z ir A – Z = Z.
2. Branduolio masės ryšio energija. Branduolių stabilumas.Branduolio masė yra visuomet mažesnė už jį sudarančių nukleonų masę, nes tarp nukleonų veikia stiprus ryšys: – masės defektas. – branduolio ryšio energija. Ji lygi darbui, kurį reiktų atlikti, norint suskaidyti atomą į atskirus nukleonus. Kuo ji didesnė, tuo branduoliai stabilesni. – ryšio energija vienam nukleonui; lygi darbui ,kurį reikia atlikti, kad nuo branduolio atskirtume vieną nukleoną. Priklauso nuo nukleonų skaičiaus branduolyje. Didžiausia vidutinio sunkumo branduoliuose.Tai kad specifinė ryšio energija didžiausia vidutinio sunkumo branduoliuose rodo 2 procesai, kurių metu išsiskiria energija:1) kai sunkus branduolys skyla į du vidutinio sunkumo branduolius (sunkiųjų branduolių skilimas – grandininės reakcijos pagrindas)2) kai du lengvieji branduoliai jungiasi į vieną vidutinio sunkumo branduolį (lengvųjų branduolių sintezė – termobranduolinė reakcija).
3. Branduolinės jėgos – jėgos veikiančios tarp nukleonų. Jų sukelta sąveika – stiprioji sąveika (gravitacinė, elektromagnetinė).Savybės:1) branduolinės jėgos yra stipriausios;2) Artaveikės – veikia labai mažuose atstumuose: ~10-15 m.3) Jėgos nepriklauso nuo sąveikaujančių nukleonų krūvio.4) Priklauso nuo sąveikaujančių nukleonų spinų orientacijos5) Jėgos yra necentrinės6) Pasižymi įsotinimu: tarpusavyje sąveikauja ne bet koks nukleonų skaičiusBranduolinė sąveika persiduoda branduolinio lauko kvanto pagalba. Branduolinio lauko kvantai π – mezonai (pijonai) – π+, π-, π0.qπ± = 1,6 * 10-19 C; mπ = 300 me; S = 0;
4. Radioaktyvumas – savaiminis nestabilių branduolių skilimas, spinduliuojant radioaktyviąsias daleles:α – He42 branduoliai, β – elektronai, γ – trumposios elektromagnetinės bangos.Natūralusis radioaktyvumas – izotopų, kurie egzistuoja gamtoje. Dirbtinis radioaktyvumas gaunamas vykdant branduolines reakcijas.Radioaktyvumas yra branduolio savybė ir nepriklauso nuo jokių nei fizinių, nei cheminių sąlygų. – radioaktyvaus skilimo dėsnis; N – suskilusių branduolių skaičius, λ – skilimo konstanta (skilimo tikimybė per laiko vienetą). – pusamžis – laikas per kurį suskyla pusė radioaktyvaus elemento branduolių.
5. α skilimas – procesas, kai skylant branduoliui išspinduliuojamas Helio atomo branduolys He42. α dalelės susidaro išlėkimo iš branduolio momentu, jų energijos spektrai yra diskretiniai (gali būti kelios spektrų grupės). Po skilimo branduolys gali likti sužadintame būvyje. Kai branduolys pereina į normalią būseną, išspinduliuojami γ spinduliai.
6. β skilimas – savaiminis radioaktyviųjų branduolių virsmas izobarais (kai skiriasi Z, o A toks pat: H32 ir H31), išspinduliuojant elektroną ar pozitroną arba pagaunant elektroną iš atomo elektroninio apvalkalo.β skilimo tipai:1) β- (β minus skilimas) – skylant branduoliams išspinduliuojamas elektronas ir antineutronas: Šiuo atveju vienas neutronas virsta protonu.2) β+ – skylant branduoliui išspinduliuojamas pozitronas (elektrono antidalelė) ir neutronas: Dalelė ir antidalelė skiriasi krūvio ženklu ir magnetinio lauko orientacija. Joms susijungus gauname anihiliaciją ir įvyksta sprogimas.3) K pagavimas – branduolys pagauna vieną atomo elektroną: ; Branduolyje vienas protonas virsta neutronu.K – pirmas elektronų sluoksnis prie branduolio.β dalelės pasižymi didesniu skvarbumu nei α. Po β skilimo atomas gali likti sužadintame būvyje, todėl kartu su β dalelėmis spinduliuojami ir γ spinduliai.
7. γ spinduliai ir vidinė elektronų konversijaGama spinduliai spinduliuojami kai atomai pereina iš sužadintos į normalią būseną. ( )Branduoliai sužadinti gali būti dėl smūgio su elektronais arba kitomis įelektrintomis dalelėmis. Taip pat absorbuojant fotonus arba po α ar β skilimų. Sužadintas branduolys energijos perteklių gali atiduoti vienam iš atomo elektronų. Tokie elektronai bus atplėšiami nuo branduolio. Tai vidinės konversijos elektronai. Kartu su jais spinduliuojami ir Rentgeno spinduliai.
γ spinduliams einant pro medžiagą jie yra absorbuojami. Absorbuoti spinduliai pasižymi dideliu veiklumu. Apsaugai naudojamas švinas.8. Branduolinės reakcijos – tai branduoliniai kitimai, jiems sąveikaujant vienas su kitu arba elementariosiomis dalelėmis. – Rezerfordo reakcija. – Čedvigo branduolinė reakcijaSu elektronais reakcijos nevykdomos, nes jis per lengvas.
9. Grandininė reakcija – pagrindą sudaro sunkiųjų branduolių skilimas veikiant juos neutronais. Skilimo metu išsiskiria didelė energija. – grandininės reakcijos lygtis. – neutronų dauginimosi koeficientas (ni – i-tosios kartos neutronų skaičius; ni-1 – prieš tai buvusi karta)Kai k = 1, reakcija vyksta pastoviu greičiu; kai k > 1 reakcija vyksta sprogimo keliu; kai k < 1 – reakciją galima nuslopinti.
10. Termobranduolinė reakcija – lengvųjų branduolių sintezės reakcija: ; ΔE = 17,6 MeVT~(107 – 108) K; problematiška tokioj temperatūroj gauti medžiagą ir ją išlaikyti, nes tokios temperatūroje gaunama plazma.
11. Atominė energija. Atominiai reaktoriai ΔE = 3,2 * 10-11 J – kai skyla 1 urano branduolys. 1g urano energija lygi 3kg akmens anglies.U23592 ~ 0,7%; U23892 ~ 99,3% (gamtinis uranas).
12. Elementariosios dalelės – elektronas, meutronas, protonas, neutrinas, mezonas, fotonas.
13. Dalelė ir antidalelėJos turi tokius pat parametrus, tik skiriasi elektros krūvio ženklu ir magnetinio momento orientacija.Elektrono antidalelė yra pozitronas.
14. Kosminiai spinduliai – didelės energijos branduolių srautas, kuris krinta iš kosmoso (90% – H11; 7% – He42; 3% – visi likę elementai; kuo elementas sunkesnis, tuo jo aptinkama mažiau). Spindulių energija ~1010 eV (max 1019 – 1020 eV)Pasireiškia geomagnetinis efektas: dėl žemės magnetinio lauko poveikio, spindulių laukai išsikreivina.Pirminių kosminių spindulių dalelės patekusios į žemės atmosferą, susiduria su ten esančiais branduoliais ir susidaro antriniai kosminiai spinduliai, kuriuose sutinkamos visos žinomos dalelės. Kosminius spindulius skleidžia žvaigždės.