Физика

за сваког по нешто

Модели језгра

Преузми Word документ

У нуклеарној физици не постоји јединствена теорија која објашњава све особине језгра и нуклеарних сила, постоји више модела од којих сваки довољно добро објашњава одређени скуп особина језгра.

 

Модел течне капи

Уочене су сличности између атомског језгра и капи течности:

  • И језгро и кап течности имају сферни облик.
  • Густина језгара не зависи од броја нуклеона – густина свих језгара је иста, као што и густина капи течности не зависи од броја молекула у њој.
  • Један нуклеон интерагује само са најближим суседима, као што и молекули течности интерагују само са својим најближим суседима.
  • При формирању језгра ослобађа се енергија која је једнака производу енергије везе по нуклеону и броја нуклеона, слично се дешава при кондензовању паре у кап течности, ослобађа се топлота која је сразмерна маси капи односно броју молекула.

На тој сличности заснован је модел течне капи према којем се нуклеарним силама приписују особине сличне оним које имају међумолекулске силе у течности. Овај модел показао се добрим за одређивање енергије везе језгра, објашњење стабилности језгра, објашњење реакције цепања језгра при захвату неутрона.

 

Модел љуски

Модел љуски је квантно-механички модел (слично моделу атома) – нуклеони су у језгру распоређени по одређеним љускама (као што су распоређени електрони у атому). Нуклеони су у језгру распоређени по одређеним енергетским нивоима у потенцијалној јами. Постоји енергетски нивои за неутроне и енергетски нивои за протоне. На сваки ниво могу да буду по два протона, односно два неутрона, супротно оријентисаних спинова. Овим моделом се објашњава зашто су најстабилнија језгра код којих је број протона једнак броју неутрона.

Према овом моделу енергетски нивои протона, као и енергетски нивои неутрона су груписани у љуске. Максимални бројеви нуклеона који могу да стану на поједине љуске у језгру су: 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126 (само за неутроне). Ти бројеви су магични бројеви, а језгра која имају магичан број протона или магичан број неутрона  су магична језгра. То су врло стабилна језгра. Посебно су стабилна двоструко магична језгра – магичан и број протона и број нетрона – _2^4 He, _8^{16} O_{40}^{60} Ca_{82}^{208} Pb.

 

 

Нуклеарне силе Природна радиоактивност