Атомдық энергетиканың бастамасы. Изотоптардың ашылуы
ХІХ жүзжылдықтың 20-шы жылдарында ядролық физика бойынша зерттеулер жаңартылды. Кембриджде оң сәулелер бойынша зерттеулерді Д.Д.Томсон жалғастырды. Ол металл цилиндр формалы катоды бар разраядты түтікпен жұмыс істеді. Түтіктің сыртқы катодтық бөлігінде экранға немесе фотопластинкаға түсетін оң сәулелердің жіңішке шоғырын жіберді. Шоғыр конденсатор қатпары қызметін атқаратын темір пластинкамен жабдықталған электромагниттің полюстері арасынан өтеді. Орамаға токты қосқан кезде және пластинаға электрлі кернеу берген кезінде каналдық бөлшектер паралельді электрлі және магнитті өрістің әсеріне ұшыраған. e/m бірдей бөліктік зарядқа,бірақ әртүрлі жылдамдықтарға ие барлық бөлшектер пластинкада параболаның кесінді түрінде із қалдырады (парабола әдісі). Бұл параболалар кескіні бойынша бөлшектің бөліктік заряды туралы қорытынды шығарып және осылай оның табиғатын анықтауға болады.
Катодтық сәулелерден айырмашылығы каналдық сәулелер разрядты түтікшеде орналасқан газдың оң зарядталған иондары болды. Әртүрлі газдарды талдай келе Томсон неон үшін қызықты нәтижеге қол жеткізді. Бұл жағдайда интенсивтілігі әртүрлі екі парабола алынды. Ең күрт сызықтың массасы 20-ға, ең әлсіз массасы 22 –ге сәйкес келді. Томсонның қызметкері Френсис Астон ен алғашқы масспектрогарфты құрастырды. Алғашқы зерттеулерде ақ неонннын 20 және 22, хлордың 35,36,37,38, криптонның, сынаптың және басқада элементтердің изотоптарын алды. Басқа конструкцияның спектрографы АҚШ-та 1918 жылы Демпстер құрады. Демпстер Чикагода өзінің электронның зарядын анықтау және фотоэффекті бойынша тәжірибелерімен атақты Роберт Эндрюс Милликен жұмыс істеген райерсоновтық зертханада жұмыс істеді. Осы зерттеулері үшін 1923 жылы Нобель сыйлығын алды.
Бөлшектік бөліктері бақыланбайтын электрлік зарядтың болуы туралы Милликеннің қорытындысы венгриялық физиктердің тобымен қаралғанын ескере кетейік. Олар элементарлы зарядтарн аз заряды бар «субэлектронның» табылғанын нақтылады. Слликеннің алғашқы тәжірибесінен бастап 1911 жылдан 1925 жылға дейін созылды, бірақ жеңіске Милликен жетті. Бөлшектік зарядқа ие «кварктер» гипотезасы зерттеу жүзінде әлі күнге дейін нақтыланбады. Расында соңғы жылдары «кварктың» мәселесін щещуде нақты жылжулар байқалды. Бірақ, әзірге оларды бос жағдайда бөлу мүмкін болмай тұр.
Бос жағдайда «кварктарды» бөлу мүмкіндігі туралы сұрақтарды нақты шешу үшін , сонымен қатар қарапайым бөлшектер физикасының басқада көптеген құпияларын шешуде өте күшті үдеткіштер, өте жақсы дамыған ЭЕМ-дер құрылып жатыр. Мамандар осы дамыған құрылғыларға үміт артып және «кварктердің» құпияларының жылдам ашылуын күтіп отыр.
Ядролық физика атом ядросы мен элементар бөлшектердің құрылымын, қасиеттерін және олардың қатысуымен өтетін құбылысты зерттейтін ғылым Атом ядросы туралы ұғымды ғылымға енгізген Резерфорд
№26 дәріс
Дәріс тақырыбы: Ядролық физикадағы жетістіктер.
Дәріс жоспары
1. Ядроның ыдырауы. Нейтронның ашу тарихы.
2. Ядроның нейтрондық моделі.
3. Ғарыштық сәуле шығару. Позитронды ашу. Үдеткіштер
Ядроның ыдырауы
Тұрақты элементтердің изотоптарын анықтау, элементік зарядтың өлшемдерін нақтылау соғыстан кейінгі физиканың алғашқы жеңістері болды. 1919 жылы жаңа жаңалық ашылды – ядроның жасанды ыдырауы. Бұл жаңалықты Резерфорд Кембридждегі Кавендиш зертханасында ашты.
Резерфорд а-бөлшектердің жеңіл атомдармен соғысуын зерттеді. а-бөлшектердің мұндай атомдардың ядроларымен соғысуы оларды жеделдету керек. Мысалы а-бөлшек сутегі ядросымен соқтығысқан кезде ол өз жылдамдығын 1,6 есе арттырады. Ядро а-бөлшектердің энергиясының 64 пайызын алып қояды. Ядролардың бқлаййша жылдамдығын көкіртті мырыш экранына соғылуы кезінде пайда болатын сцинтилляциялармен анықтауға болады. Оларды шынында да Марсден 1914 жылы бақылаған болатын. Резерфорд Марсденнің тәжірибесін жалғастырды.Олардың нәтижесі «а-бөлшектердің жеңіл атомдармен соқтығысуы» деген жалпы атауға ие болған төрт мақалада 1919 жылы жарияланды.
Көптеген тәжірибелер арқылы Резерфорд соқтығысулар нәтижесінде максималды жүгірген бөлшектер шығатындығын көрсетті. Жылдам а-бөлшектердің соққылары кезінде азот ядроларының ыдарау құбылысы ашылды, сутегінің ядросы атомдар ядросының құрамдас бөлігін білдіретіндігі туралы пікір айтылды. Соның салдарынан Резерфорд ядроның құрамдас бөлігіне арнап «протон» терминін ұсынды. 1920 жылы 3 маусымда Резерфорд «Атомның нуклеарлы құрылы» деген атаумен бакериандық лекциясын оқыды. Бұл лекцияда а-бөлшектердің атомдар ядроларымен соқтығысуы мен азот ядроларының ыдырауы жөніндегі зерттеулерінің нәтижелері туралы хабарлап, Резерфорд 3-2 массалы ядроларды және сутегі ядроның массасындай ядролардың болуы мүмкін, алайды нөл зарядты деген болжам жасады. Тыңдаушыларға нейтрон мен сутегінің ауыр изотобының болуы туралы гипотеза айтылды. Бұл гипотеза М.Склодовский-Кюри ұсынған гипотеза негізінде айтылды. Ол гипотезаға сенсек, атомдар ядросы сутегі ядролары (протондар) мен электрондардан тұрады. Бұл А және Z ядролық сандарын түсіндірді. Алайда ядроның мұндай сипаттамасы А массалық сан мен Zзаряд ретінде жеткіліксіз болды. 1924 жылы Паули ядрода орбиталық электрондардың қозғалысына ықпал етуші магниттік кезеңі болады деп болжаған еді.
1930 жылы азот ядросы Бор статистиксына бағынышты екендігі анықталды, дей тұрғанмен, ол 2 бөлшектен тұрады (14 протон, 7 электрон). Бұл дерек ғылымда азоттық апат деген атауға ие боды. 1927жылы жүргізілген тәжірибе көрсеткендей, β-сәулелердің толық энергиясы бастапқы және соңғы ядролар энергиясының айырмасынан аз, яғни β –құлдырау кезінде ядро шығаратын энергияның бір бөлігі жоқ болып кетеді. Энергияеың сақталу заңына қарама-қайшы келеді. Азоттық апат және βспектрлер мәселесінің шешу табиғатта - нейтрон деп аталатын ауыр бөлшектердің және Фермидің ұсынысы бойынша нейтрино, яғни кішкентай нейтрон деп аталатын жеңіл бейтарап бөлшектер бар деген түсінік негізінде мүмкін болды.
Нейтронның ашылу тарихы.
Нейтронның ашылу тарихы Чедвиктің сутегідегі электрлік зарядтар кезінде нейтрондарды табуға бағытталған сәтсіз әрекеттерінен басталады. Резерфорд атомды а-бөлшектермен соғыстыра отырып, бірінші жасанды ядролық реакцияны ашқан болатын.Осы әдіс арқылы бордың, фтордың, натрийдің, алюминийдің және фосфордың жасанды рекциясын іске асыру мүмкін болды.т
1930 жылы Вальтер Боте мен Г.Беккер бериллиді полонийдің а-бөлшектерімен соққылады, сөйтіп бериллий мен бор күшті енетін сәуле шығаратындығы анықталды. 1932 жылы Ирен және Фредерик Жолио-Кюри Париж ғылым Акедемиясының отырысында Боте мен Беккер жүргізген сәулелер туралы зерттеудің нәтижесін жариялады. Нәтижелерде қрамында суы бар заттарда протондарды босатып, оларға үлкен жылдамдық беруге қабілетті сәулені көрсетті. Бұл протондарды олар Вильсон камерасымен суретке түсіріп алды. Жолио-Кюридің нәтижелері энергияның сақталу заңын қатерге тікті. Жолио-Кюридің тәжірибелерін табиғатта тек белгілі бөлшектер – потондар, электрондар, фотондар болады дегенді басшылыққа ала отырып қарастыратын болсақ, онда ұзаққа жүретін протондардың пайдаь болуы түсіндіру бериллийде энергиясы 50МэВ фотондардың туындауын талап етеді. Осы ретте фотонның энергиясы фотонның энериясын анықтау үшін пайдаланылатын ядро берілу түріне тәуелді болып шығады. Бұл мәселені Чедвик шешті. Ол бериллий көзін парафинді пластинкадан шыққан протондар түскен иондаушы камераның алдына орналастырды. Парфинді пластинка мен камераның арасына алюмийден жасалған жұтқыш экрандарды орналастырып, Чедвик бериллилік сәуле парафиннен энергиясы 5,7 МэБ жететін протондарды шығаратындығын анықтады. Протондарға мұндай энергияны жеткізу үшінфотонның өз энергиясы 55 МэВ болуы керек. Дәл осылай сәулеленліру кезінде анықталатын азот берілу ядроларының энергиясы 1,2 МэВ болуы керек. Энергияны сақталу заңы бериллилік сәулелендіру арқылы т түсіндіруге сәйкес келмейді.
Егер бериллийлік сәулелендіру массасы шамамен протонның массасына және нөлдік зарядқа тең бөлшектерден тұрады деп пайымдасақ, барлық мәселе шешіледі деп айтты. Бұл бөлшектерді ол нейтрондар деп атады. Чедвик зерттеу нәтижелері туралы еңбектерін «Корольдік одақтың еңбектерінде» 1932 жылы жариялады. Алайда нейтрон туралы алдын-ала құлаққағыс «Nature» нөмірінде 1932 жылы 27 ақпанда жарияланған. Ары қарай И.Ф.Жолио-Кюри бірқатар еңбектерінде нейрондардың болатынын және олардың қасиеттері жеңіл ядролардан протондар шығаратындығын растады.
Ядроның протонды-нейтрондық моделі
1932 жылы 28 мамырда кеңес физигі Д.Д.Иваненко «Nature»-да мақала жариялап, нейтрондар протондармен бірге ядроның құрылымдық элементтері болып табылады деген ойды айтты. Мұндай гипотеза азоттық апат мәселесін шешеді деп көрсетті ол. Негізінде, осы гипотеза бойынша ядро 7 протоннан және 7 нейтрондардан түрады. 1932 жылдың маусым айында В.Гейзенберг те үлкен мақаласын жариялады.
Алайда ядроның протондық-нейтрондық моделі көптеген физиктердің еңбектерінде скептикалық тұрғыдан кездеседі. Ол β-құлдырау кезінде ядролардың электрондар шығаруына қарама-қайшы келді. 1968 жылы Гейзенберг ядрода электрондар жоқ деген болжамды ең ірі физиктерді ңөзі де сынға алған болатын деп еске алады. Ол : «априорлы қабылданып тұрғандығы соншалықты айдан-анық болып тұрған заттан бас тарту қаншылықты қиын » екендігін көрмсетеді. Ядролардың құрылымы туралы идеяны физиктер оңай қабылдай қоймады. Ядроны ңішінде электрондар жоқ деген ойды Дирак 1930 жылы-а айтқан болатын, бірақ жылы жабылып қоя салынды. Нейтрондардың ашылуын көпшілігі елеусіз қабылдап, жәй ғана протон мен электрондардың күрделі құрылымы ашылды деп санады. Резерфорд та осылай ойлады. Әлемнің протон мен электроннан тұратын қарапайым бейнесін ешкім жаңа бөлшектер ендіріп қиындатқысы келмеді.
1933 жылы қыркүйекте Ленинград қаласында атомдық ядро жөніндегі конференция болып, оған шетел ғалымдары қатысты. Ф.Жолио екі баяндама жасады «Нейтрондар» және «Фотондарды материалдау мен ядроларды айналдыру кезіндегі позитрондардың пайда болуы», П.Дирак позитрондар теориясы туралы баяндама жасады, Ф.Перрон –ядро модельдері туралы баяндама жасады. Иваненко ядро моделі туралы баяндамасымен сөз алды. Ол ядроның протондық-нейтрондық моделін жақтап, ядрода тек ауыр бөлшектер бар деген тезисті қалыптастырды. Ол нефтрондар мен протондардың күрделі құрылымы туралы идеяларды жоққа шығарды. Оны ойынша нейтрон да, протон да электрон мен позитрон шыңара отырып, бір-біріне өте алады. Ары қарай протон мен нейтрон бір бөлшек –нуклонның екі күйі ретінде қарастырыла бастады, яғни Иваненконың идеясы жалпы қабылданды.
Ғарыштық сәуле. Позитронның ашылуы.
1932 жылы космостық сәуленің тағы бір элементар бөлшені позитрон ашылды. 1899 жылдың өзінде М. Складовская-Кюри радиоактивтіліктің пайда болуын түсіндіру барысында, әлемдік кеңістікті толтырып тұратын сәуленің болу гипотезасын ұсынған болатын. 1906 жылы Гейтель терең шахтадағы ионизацияны өлшеу тәжірибесінде “бізге ұдайы әсер ететін, өзіміз қашып құтыла алмайтын сәулелер бар” деп айтқан болатын. Алайда космостық сәуленің бар екендігін физик Виктор Гессом 7 тамызда 1912 жылы электроскоппен әуе шарына көтерілу арқылы анықтады. Өзінің тәжірибедегі нәтижесін “ Phyzikalische Zeitschrift ” еңбегінде жариялаған болатын. Осылайша космостық сәуле ашылды. Осы еңбегі үшін Геске 1936 жылы физикадан Нобель сыйлығы берілді.
Гестің космостық сәуле туралы теориясы американдық Милликеннің және совет физигі
Л.В. Мысовскидің жұмыс жүргізу барысында дұрыс екендігі тағы дәлелденді. 1929 жылы совет физигі Д.В.Скобельц космостық сәулені зерттеуде магнит өрісінде орналасқан Вильсон камерасын пайдаланды. Бұл әдісі маңызды ашылуға жол ашты. Ол космостық сәуле құрамында элоктрон барын дәлелдеді. Скобельц магнит өрісінде электронның әлсіз іздерін анықтады.
1932 жылы Скобельцтің тәжірибесін американдық физик К.Андерсон жетілдіре түсті. Ол 10 есе күшті магнит өрісін пайдаланды. Ол бастапқыда пайда болған іздер оң және теріс бөлшектердің, яғни электрон мен протондікі деді. Осыған нақтырақ көз жеткізу үшін ол камераны 2 бөлікке бөліп, арасына свинец пластинасын орнатты. Бөлшек свинец пластинасынан өткенде, баяулап, оның жолы магнит өрісінде қисая түседі. Бұл бөлшек электрон массасындай массаға тең болады, тек оң таңбада. Осы бөлшекті Андерсон позитрон деп атады.
1928 жылы Дирак электронның релятивистік өлшемін алды. Бұл өлшем электрон спинінің бар екендігін көрсетті, әрі сутектің энергетикалық деңгейінің мағынасын ашып берді.
Үдеткіштер
1932 жылы ядродық физика өзінің өте ауқымды жайттарымен қоса сол аумақтағы басқа да маңызды жетістіктермен толықты. Басты жетістік жасанды үдеумен қозғалатын протонның литий ядросының ыдырауы болды. 1922 жылдың өзінде Резерфорд ядроны жақсы қорғалған қамалмен салыстыра отырып, «α- бөлшек қана осы жақсы қорғалған қамалды бұза алатын энергия көзі шоғырланған бөлшек » деді.Серпухов үдеткіші үдемелі қозғалатын бөлшектер Резерфорд армандағандай мың есе үлкен энергияға ие болады. Жоғары энергиялы бөлшектерді алу дәуірі 30-шы жылдарда басталды. Нақты сол уақытта зарядталған бөлшектің үдеткіштерін алу жақсы жолға қойылған. 1928 жылы ғана тізбектей жалғанған трансформатор орағыш көмегімен 750 кВ кернеу алуға мүмкіндік туды. 1931жылы Ван-де-Грааф иондарды бірнеше миллион электрон-вольтқа үдетуге мүмкіндік беретін электростатикалық үдеткіш құрастырады. 1930 жылы Кембриджде Кокрофт және Уолтон кернеуді жоғарлататын каскадты әдісті қолдану арқылы бірнеше жүз киловольтқа үдетілген сутегі тектес иондарды алды. 1932 жылы литийлік нысанаға осындай жолмен күшнйтілген ионды бағыттай отырып, литий ядросын екі гелий ядросына шашыратты. Гелий ядросы шамамен 8.5 МэВ энергиямен шашырады. Бұл ең алғашқы үдеткіш көмегімен жасалған ядролық реакция болды. Бұл ядролық реакцияның авторы Дж. Кокрофт және И.Уолтон 1951жылы Нобель сыйлығына ие болды.
1931 жылы Слоан және Лоренц иондар ұзындықты үлкейтетін цилиндр қатарынан өте отырып, кернеумен үдейтін сызықты үдеткіш ионын құрастырды. Бірақ ядролық физиканың дамуына циклдік үдеткіш – циклотронның құрылуы маңызды болды. Циклотрон принцпін 1930 жылы Лоренц және Эдлефсен ұсынды. 1932 жылы Лоренцтің ұсынуымен диаметрі 28 см, протонды 1,2 МэВ-қа дейін үдететін циклотрон тұрғызылды. 1939 жылы Лоренц осы еңбегі үшін Нобель сыйлығына ие болды. 1933 жылдың қазан айында VII Сольвеев конгресінде ядроның мәселесі қаралды. Сол конгресске Ланжевен төрағалық етті. Конгресс жұмысына Э.Резерфорд, Н.Бор, М.Склодовская - Кюри, Дж.Чедвик, П.Блэккет, Дж.Кокрофт, В.Боте, В.Гейзенберг, Э.Шредингер, В.Паули, Э.Ферми, Луи де Бройль, П.Дирак қатысты. Кеңес ғалымының ішінен конгреске Иоффе қатысты. Конгресте Резерфорд басқарған Кавендиш лабораториясының қызметкерлерінің жасаған баяндамасы үлкен орын алды. Кокфорд литий ядросының протон үдеткіштерінің көмегімен шашырау тәжірибесіне көз жеткізді. Чедвик ядроның ашылуын баяндады, сонымен қатар нейтронның ашылуын Жолио мен Кюриге айтты. Блэккет позитронның ашылуын, Лоренц циклотронның тәжірибесін баяндады. Гейзенберг ядроның протон-нейтрон моделін баяндады.
Протон-электрон моделінің дәуірі өтіп, ядролық физиканың жемісті дамуына ядроның протон-нейтрон моделінің дәуірі келді.
Тақырыпты бекітуге арналған сұрақтар:
1. Изотоптардың ашылуы
2. Ядроның ыдырауы
3.Нейтронның ашылу тарихы
4.Позитронның ашылуы
5. Үдеткіштер және олардың түрлері
№27 дәріс
Дәріс тақырыбы: Ядролық физиканың дамуы.
Дәріс жоспары
1. Ядролық физиканың дамуы.
2. Жасанды ядроактивтілік. Ферми Тәжірибесі.
3. Ферми β-ыдырау теориясы.
1.Жасанды радиоактивтілік
Ядролық физика Радиоактивті ыдырау процестерін, ядролық реакциялар механизмін және атом ядросының құрылымын зерттейді
Көбінесе ядролық физика элементар бөлшектер физикасы деп аталады. Тарихи тұрғыдан алғанда, ядролық физика атом ядросының болу фактісін анықтағанға дейін пайда болды. Осылайша, ядролық физика радиоактивтілік ашылғаннан бері құрылған деп айта аламыз
Барлық қазіргі физика сияқты ядролық физикада эксперимент пен теорияның бөлінуі бар.
Теориялық және эксперименттік ядролық зерттеулердің дамуы өзара тәуелді және тақырыптық байланысты. Ядролық физиктің алдында тұрған проблемалар тым күрделі және тек бірнеше жағдайда таза теориялық немесе эмпирикалық жолмен шешілуі мүмкін. Ядролық физика физиканың бірқатар басқа салаларының, атап айтқанда астрофизика мен қатты дене физикасының, сондай-ақ химия, биология, биофизика сияқты басқа ғылымдардың дамуына үлкен әсер етті
Эксперименттік ядролық физиканың негізін нейтрондардың қуатты көзі ретінде қызмет ететін ядролық реакторлар, зарядталған бөлшектердің үдеткіштері және ядролық реакциялардың өнімдерін тіркейтін ядролық сәулелену детекторлары құрайды. Яғни, ядролық физиктің эксперименттік құралдарының арсеналы әртүрлі және техникалық жағынан күрделі екенін байқауға болады
Тәжірибелер жүргізу үшін жеделдетілген зарядталған бөлшектер немесе нейтрондар ағындарының жоғары қарқындылығы қолданылады. Мұндай бөлшектер сирек кездесетін ядролық процестер мен құбылыстарды зерттеуге мүмкіндік береді. Сондай-ақ, мұнда бір ядролық соқтығысу актісінде шығарылатын бірнеше бөлшектердің бір уақытта тіркелуі зерттеледі. Қазіргі әлемде осы жұмыстарды зерттеу үшін компьютерлер қолданылады. Компьютер тіркеу жабдықтарымен бірге жұмыс істейді. Мұндай зерттеулер өте ауыр және күрделі, сондықтан бұл жұмыстарға көптеген мамандар қатысуы керек
Теориялық ядролық физиктің басты мәселесі-бір-бірімен қатты әрекеттесетін көптеген денелердің қозғалысы туралы кванттық есеп. Теориялық ядролық физиктің өзіне тән ерекшелігі-Теориялық физиканың әртүрлі бөлімдерінің аппараттарын қолдану қажеттілігі. Теориялық физика бөлімдеріне мыналар жатады: үздіксіз орта теориясы, классикалық электродинамика, кванттық өріс теориясы, кванттық механика, статистикалық физика. Өткізгіштік теориясында, химиялық реакция теориясында жаңа бағыттар пайда болады. Кейіннен олар физиканың әртүрлі салаларында қолданыла бастады және жаңа математикалық зерттеулердің негізін қалады
Мысалы, шашырау теориясының кері есебі және оны жартылай туындылардағы сызықтық емес теңдеулерді шешуге қолдану және тағы басқалар. Ядролық физиктің қазіргі қоғам өміріндегі қолданбалы маңызы өте зор, оның практикалық қосымшалары ядролық қару мен ядролық энергетикадан медицинадағы диагностика мен терапияға дейін әр түрлі. Сонымен бірге, бұл іргелі ғылым болып қала береді, оның ілгерілеуінен материя құрылымының терең қасиеттерін нақтылауды және табиғаттың жаңа жалпы заңдарының ашылуын күтуге болады
Қазіргі ядролық физиктің тар бағыттар мен бағыттарға канонизацияланған бөлінуі жоқ
Ядролық физика тұрады:
- төмен энергиялар (оларға ядро құрылымының проблемалары, ядролардың радиоактивті ыдырауын зерттеу, сондай-ақ энергиясы 200 Мэв дейінгі бөлшектер тудыратын ядролық реакцияларды зерттеу кіреді);
- аралық (200 Мэв-тен 1 Гэв-ке дейінгі энергия);
- жоғары энергия (1 Гэв жоғары).
Нейтрондық физика ядролық физика мен төмен энергияның кең құрамдас бөлігі болып табылады. Ол баяу нейтрондардың затпен әрекеттесуін және нейтрондардың әсерінен ядролық реакцияларды зерттеуді қамтиды
Қазіргі уақытта көп зарядты иондардың әсерінен ядролық реакцияға қатысты зерттеулер жүргізілуде. Бұл реакциялар Жаңа ауыр ядроларды табу үшін де, күрделі ядролардың бір-бірімен әрекеттесу механизмін зерттеу үшін де қолданылады
Ядролық физик и-де тағы бір бағыт бар, бұл ядролардың электрондар мен фотондармен әрекеттесуін зерттеу. Барлық осы бөлімдер ядролық физик және бір - бірімен тығыз байланысты және ортақ мақсаттармен байланысты
Қазіргі ядролық физик Е-дегі ядро құрылымы жоғары энергиялы бөлшектердің көмегімен зерттеледі. Ядролардың радиоактивті ыдырауын зерттеу нәтижесінде элементар бөлшектердің іргелі қасиеттері анықталды
XIX ғасырдың соңында, сол кезде әйгілі люминесценция процесін жүргізе отырып, Беккерель күтпеген жерден мүлдем жаңа құбылыс - радиоактивтілікке тап болды. Табиғат зерттеушіге сыйлық берді-бізге субатомдық физиканың жаңа, зерттелмеген әлемін қарауға мүмкіндік берді. ХХ ғасырда осы салада жұмыс істеген зерттеушілердің алдында классикалық физика сипаттаған таныс әлемге ұқсамайтын өз заңдылықтары бар мүлдем басқа әлем ашылды. Белгіленген жаңа заңдар өте аз қашықтықта ғана емес, сонымен бірге ғаламның үлкен масштабында болатын физикалық құбылыстарды да анықтайтыны белгілі болды.
Очень часто ядерную физику относят к физике элементарных частиц. С исторической точки зрения ядерная физика возникла ещё до установления факта существования атомного ядра. Таким образом, можно сказать, что ядерная физик а основалась со времен открытия радиоактивности
Как и во всей современной физике в ядерной физик е существует разделение эксперимента и теории
Развитие теоретических и экспериментальных ядерных исследований взаимозависимо и тематически связано. Стоящие перед ядерной физик ой проблемы слишком сложны, и лишь в немногих случаях могут быть решены чисто теоретическим или эмпирическим путём. Ядерная физика оказала большое влияние на развитие ряда других областей физики в частности, астрофизики и физики твёрдого тела, а также других наук, как химии, биологии, биофизики
Основу экспериментальной ядерной физики составляют ядерные реакторы, служащие мощными источниками нейтронов, ускорители заряженных частиц и детекторы ядерных излучений, регистрирующие продукты ядерных реакций. То есть можно заметить, что арсенал экспериментальных средств ядерной физик и разнообразен и технически сложен
Для проведения опытов, используются большие интенсивности потоков ускоренных заряженных частиц или нейтронов. Такие частицы позволяют изучать редкие ядерные процессы и явления. Также здесь исследуется одновременная регистрация нескольких частиц, которые испускаются в одном акте ядерного столкновения. В современном мире по исследованию данных работ используются ЭВМ. ЭВМ сообща работает с регистрирующей аппаратурой. Такие исследования очень трудоемки и сложны, поэтому просто необходимо, чтобы в данных работах было задействовано большое количество специалистов
Главной проблемой теоретической ядерной физик и является квантовая задача о движении многих тел, сильно взаимодействующих друг с другом. Характерная особенность теоретической ядерной физик и заключается в необходимости использования аппаратов разнообразных разделов теоретической физики. К разделам теоретической физики относят: теория сплошных сред, классическая электродинамика, квантовая теория поля, квантовая механика, статистическая физика. Появляются новые направления в теории сверхпроводимости, теории химической реакции. Впоследствии они получили применение в различных областях физики и положили начало новым математическим исследованиям
Например, обратная задача теории рассеяния и её применения к решению нелинейных уравнений в частных производных и множество других. Прикладное значение ядерной физик и в жизни современного общества огромно, её практические приложения фантастически разнообразны - от ядерного оружия и ядерной энергетики до диагностики и терапии в медицине. Вместе с тем она остаётся той фундаментальной наукой, от прогресса которой можно ожидать выяснения глубоких свойств строения материи и открытия новых общих законов природы
Не существует канонизированного деления современной ядерной физик и на более узкие области и направления
Ядерная физик а состоит из:
низких энергий (к ним относят проблемы строения ядра, изучение радиоактивного распада ядер, а также исследования ядерных реакций, вызываемых частицами с энергией до 200 Мэв);
промежуточных (энергии от 200 Мэв до 1 Гэв);
высоких энергии (свыше 1 Гэв).
Нейтронная физика является обширной составной частью ядерной физик и низких энергии. Она охватывает исследования взаимодействия медленных нейтронов с веществом и ядерные реакции под действием нейтронов
В настоящее время ведутся исследования над ядерной реакцией под действием многозарядных ионов. Используются данные реакции, как для поиска новых тяжёлых ядер, так и для изучения механизма взаимодействия сложных ядер друг с другом
Существует еще одно направление в ядерной физик и. Это изучение взаимодействия ядер с электронами и фотонами. Все эти разделы ядерной физик и тесно переплетаются друг с другом и связаны общими целями
Структуру ядра в современной ядерной физик е изучают с помощью частиц высоких энергий. В результате исследования радиоактивного распада ядер устанавливают фундаментальные свойства элементарных частиц
В самом конце XIX столетия, занимаясь довольно хорошо известным в то время процессом люминесценции, Беккерель неожиданно наткнулся на совершенно новое явление - радиоактивность. Природа преподнесла исследователю подарок - позволила заглянуть в новый, неизведанный мир субатомной физики. Перед исследователями, которые работали в этой области в XX веке, открылся совершенно иной мир, со своими закономерностями, так не похожий на привычный мир, описываемый классической физикой. Оказалось, что установленные новые законы работают не только на очень малых расстояниях, но и определяют физические явления, происходящие в колоссальных масштабах Вселенной.
Радиоактивтілік
Біраз уақыт атом ядросы мен электрондар заттың элементар компоненттері болып саналды. Атом ядросының бар екендігінің алғашқы көрсеткіші 1898 жылы А.Беккерельдің радиоактивтіліктің ашылуымен байланысты. Бұл Резерфорд оның бар екенін эксперименталды түрде дәлелдегенге дейін болды. Табиғи шыққан кейбір минералдар өздігінен белгісіз табиғаттың сәулесін шығаратыны белгілі болды.
Бірнеше жылдан кейін белгісіз сәуле бір-бірінен мүлдем өзгеше үш түрлі бөлшектерден тұратындығы көрсетілді:
Бейтарап зарядталған бөлшектер-фотондар.
Теріс зарядталған бөлшектер-электрондар.
Оң зарядталған бөлшектер.
Бастапқыда табылған сәулеленуді Атом шығарады деп есептелді, содан кейін олардың көзі атом ядросы екендігі белгілі болды. Атом ядроларының өздігінен ыдырау құбылысы радиоактивтілік деп аталды. Радиоактивті ыдыраудың табиғатын түсінудегі маңызды рөлді Пьер Мен Мари Кюридің жұмыстары атқарды
Электр өрісіндегі оң зарядталған бөлшектердің радиоактивті ыдырауы нәтижесінде пайда болған жолдарды зерттей отырып, Э. Резерфорд олардың гелий атомының массасы мен +2e заряды бар бөлшектер екенін көрсетті. Ядролардың радиоактивті ыдырауы кезінде табылған оң зарядталған бөлшектер гелий атомының ядролары екендігі дәлелденді. Бұл бөлшектер 11 бөлшектер деп аталды
Бірінші ядролық реакция
1919 жылы 11 бөлшекті әртүрлі нысандарға шашырату тәжірибесін жалғастыра отырып, Э.Резерфорд азот бөлшектерін бомбалау кезінде одан оң зарядталған бөлшектер ұшып кететінін анықтады. Бұл бөлшектердің абсолютті шамадағы заряд мөлшері электронның заряд мөлшеріне тең болды, бірақ белгіге қарама-қарсы. Бөлшектің массасы электронның массасынан 2000 есе көп болды. Тәжірибенің басқа нысандардағы қайталануы оң зарядталған бөлшектердің басқа атом ядроларынан ұшып кететінін көрсетті. Табылған бөлшектер протондар деп аталды. Протондар алғаш табылған ядролық реакция келесі түрде жазылады
14 N + 1 11 17 O + p
Жазбаша реакцияға алғашқы көзқарас Э.Резерфорд көптеген ғасырлар бойы алхимиктер бір затты екіншісіне айналдыруға тырысқан нәрсені жүзеге асыра алғанын көрсетеді. Азот ядросы оттегі ядросына айналды. Бұл зертханалық жағдайда жасанды түрде жасалған алғашқы ядролық реакция болды
Сонымен бірге Протондарды атом ядросының құрамына кіретін элементар бөлшектер деп санау керек екені белгілі болды
Рад иоактивность
Некоторое время атомное ядро и электроны считались элементарными составляющими вещества. Первое указание на существование атомного ядра связано с открытием в 1898 году А. Беккерелем радиоактивности. Это произошло задолго до того, как Резерфорд экспериментально доказал его существование. Оказалось, что некоторые минералы естественного происхождения самопроизвольно испускают излучение неизвестной природы.
По прошествии нескольких лет было показано, что неизвестное излучение состоит из частиц трех различных видов, сильно отличающихся друг от друга:
Нейтрально заряженных частиц - фотонов.
Отрицательно заряженных частиц- электронов.
Положительно заряженных частиц.
Вначале считалось, что обнаруженные излучения испускаются атомом, и лишь впоследствии стало ясно, что их источником является атомное ядро. Явление самопроизвольного распада атомных ядер стало называться радиоактивностью. Выдающуюся роль в понимании природы радиоактивного распада сыграли работы Пьера и Марии Кюри
Изучая треки образующихся при радиоактивном распаде положительно заряженных частиц в электрическом поле, Э. Резерфорд показал, что это частицы с массой атома гелия и зарядом +2e. В 1919 году Ф. Астон построил первый масс-спектрограф, с помощью которого были получены точные значения масс атомных ядер. Было доказано, что положительно заряженные частицы, обнаруженные при радиоактивном распаде ядер, являются ядрами атома гелия. Эти частицы были названы 11 -частицами
Пе рвая ядерная реакция
В 1919 г., продолжая эксперименты по рассеянию 11 -частиц на различных мишенях, Э. Резерфорд обнаружил, что при бомбардировке ядер азота -частицами из него вылетают положительно заряженные частицы. Величина заряда этих частиц по абсолютной величине была равна величине заряда электрона, но противоположна по знаку. Масса частицы была почти в 2000 раз больше массы электрона. Повторение опыта на других мишенях показало, что положительно заряженные частицы вылетают и из других атомных ядер. Обнаруженные частицы были названы протонами. Ядерная реакция, в которой впервые были обнаружены протоны, записывается в виде
14 N + 1 11 17 O + p
Уже первый взгляд на написанную реакцию свидетельствует о том, что Э. Резерфорду удалось осуществить то, что в течение многих веков пытались сделать алхимики - превратить одно вещество в другое. Ядро азота превращалось в ядро кислорода. Это была первая ядерная реакция, осуществленная искусственно в лабораторных условиях
В то же время стало ясно, что протоны следует считать элементарными частицами, входящими в состав атомного ядра
Атом ядросы неден тұрады?
Ф. Астонның масс-спектрографы арқылы атомдардың массаларын өлшеу барлық зерттелген атомдардың массалары 10% дәлдікпен Протон массасына пропорционал екенін көрсетті-m
Am p, мұнда А тек бүтін мәндерді алады. Бұл факт атом ядросының Протон-электронды моделін құруға негіз болды. Бұл модельде атом ядросы а протондарынан және (A-Z) электрондарынан тұрады деп болжалды. Бұл модель Астон анықтаған атом ядросы массасының а санына пропорционалдылығын және атом ядросының заряд мөлшерін оңай түсіндірді. Алайда, атом ядроларының массалары, магниттік моменттер және атом ядроларының спиндері бойынша эксперименттік мәліметтер жинақталған сайын, ядроның Протон-электронды моделі эксперименттік мәліметтерді түсіндіруде қиындықтарға тап бола бастады. Дегенмен, ядроның Протон-электронды моделі 1932 жылға дейін созылды
Ыдыраудың қарапайым моделін 1928 жылы Г.Гамов ұсынды және оған қарамастан г. Гурни мен Э. Кондон. Бұл модельде бөлшек ядрода үнемі болады деп болжалды. Ыдырау ықтималдығы негізінен бөлшектердің кулондық потенциалды тосқауыл арқылы өту ықтималдығымен анықталады
1930-1932 жылдары драмаға толы оқиғалар өрбіді. Резерфорд бастаған бериллий бөлшектерінен жұқа фольгаларды сәулелендіру эксперименттерін жалғастыра отырып, в.бот және Г. бекер бейтарап бөлшектерден тұратын қатты енетін сәулеленуді тапты. Бастапқыда бұл жоғары энергиялы фотондар деген болжам тексерілмеді. Тек 1932 жылы ағылшын физигі Д. Чадвик бұл Протонның массасына тең массасы бар жаңа, әлі белгісіз бейтарап бөлшек екенін көрсетті. Табылған бөлшек нейтрон деп аталды. Нейтрон ашылғаннан кейін Д. Иваненко мен В. Гейзенберг атом ядросы нейтрондар мен протондардан тұрады деген болжам жасады. Бұл модель уақыт сынақтарына төтеп берді және эксперименттік бақылаулар көрсеткендей, нуклондардың ішкі құрылымымен байланысты Протон-нейтрондық модельден қалыпты жағдайда ауытқулар аз. Атом ядросындағы протондар мен нейтрондар ерекше күштермен байланысады, олар үлкен және кіші радиусы
10 -13 см. ядролық күштер протондардың электростатикалық кулондық импульсінің күштерінен едәуір асып түседі және ядро затының үлкен тығыздығын тудырады
10 14 г / см 3 . Нейтрондар мен Протондарды байланыстыратын өзара әрекеттесудің бұл жаңа түрі ядролық немесе күшті өзара әрекеттесу деп аталды. Бұл екі атау ұзақ уақыт синоним болып саналды. Бүгін біз білеміз: күшті өзара әрекеттесу нуклон ішіндегі кварктарды байланыстырады, ал нейтрондар мен Протондарды байланыстыратын ядролық өзара әрекеттесу күшті өзара әрекеттесудің салдары болып табылады. Ядролық өзара әрекеттесу нуклондардың қасиеттерін өзгертеді. Мысалы, ядро ішіндегі тұрақсыз бөлшек бола отырып, бос нейтрон тұрақты бола алады. Күшті өзара әрекеттесуге қатысты протон мен нейтрон бірдей қасиеттерге ие. Бұл жаңа Симметрияның ашылуына әкелді-күшті өзара әрекеттесудің изотоптық инварианты. Жаңа кванттық сипаттама енгізілді - изоспин
Күшті өзара әрекеттесудің изотоптық инвариантының көмегімен кейбір жаңа элементар бөлшектердің массалары мен электр зарядтарын болжау мүмкін болды. Протондар мен нейтрондар барлық химиялық элементтердің Атом ядроларын құрайды
Ядро өлшемдері
Атом ядроларының құрылымын зерттеудің алғашқы кезеңінде де 11 бөлшектердің жеңіл ядроларға шашырауы бойынша эксперименттер барлық ядролардағы ядролық заттың тығыздығы шамамен тұрақты болады деп болжауға негіз берді. Бұл болжам одан әрі Р. Хофштатердің тұрақтылық алқабына жақын орналасқан сфералық ядроларға жоғары энергия электрондарының шашырауы туралы тәжірибелерінде егжей-тегжейлі зерттелді. Ядролық материя мен электр зарядының таралу тығыздығы іс жүзінде сәйкес келетіні белгілі болды
Тұрақтылық алқабына жақын орналасқан ядролар үшін келесі заңдылықтар анықталды
Ядроның ортасындағы ядролық заттың тығыздығы барлық ядроларда шамамен бірдей және
0.17 нукле құрайды./ Фм 3 (суретті қараңыз.3).
Беткі қабаттың қалыңдығы (тығыздықтың төмендеуі 0.9 11 0-ден 0.1 11 0-ге дейін ) барлық ядроларда шамамен бірдей d = 4.4 a = 2.4·FM.
Ядро радиусының шамасы нуклондар санымен анықталады, R = 1.3 A 1/3 Фм.
Итрон позасы. Жою.
Элементар бөлшектердің өзара түрленуі
Позитронның ашылуы, оның сипаттамалары бойынша электронға ұқсас, бірақ электроннан айырмашылығы оң бірлік заряды бар бөлшектер физикада өте маңызды оқиға болды. 1928 жылы П. Дирак электронның релятивистік кванттық механикасын сипаттайтын теңдеуді ұсынды. Дирак теңдеуінің оң және теріс энергиясы бар екі шешімі бар екендігі белгілі болды. Теріс энергия күйі электронға ұқсас, бірақ оң электр заряды бар бөлшекті сипаттайды. Позитрон антипартикулалар деп аталатын бөлшектердің бүкіл класындағы алғашқы Ашық бөлшек болды. Позитрон ашылғанға дейін табиғаттағы оң және теріс зарядтардың тең емес рөлі түсініксіз болып көрінді. Позитронның ашылуы жеңіл бөлшектер үшін зарядтық симметрияны қалпына келтірді және физиктерге Протонға қарсы бөлшектерді табу мәселесін қойды. Тағы бір тосынсый - позитрон-бұл тұрақты бөлшек және бос кеңістікте шексіз өмір сүре алады. Алайда электрон мен позитрон соқтығысқан кезде оларды жою орын алады. Электрон мен позитрон жоғалып кетеді, оның орнына екі квант туады
Нөлден басқа тыныштық массасы бар бөлшектердің (0.511 МэВ) нөлдік тыныштық массасы бар бөлшектерге (фотондар) айналуы жүреді, яғни.тыныштық массасы сақталмайды.
Жою процесімен қатар электрон-позитрон жұбының туылу процесі де анықталды. Электрон-позитрон жұптары оңай туылды-атом ядросының Кулон өрісінде бірнеше МэВ энергиясы бар кванттар. Классикалық физикада бөлшектер мен толқындар ұғымдары күрт ажыратылады - кейбір физикалық заттар бөлшектер, ал басқалары толқындар. Электрон-позитрон жұбының фотондарға айналуы Сәуле мен зат арасында көп ортақ нәрсе бар деген ұғымның қосымша дәлелі болды. Жұптардың аннигиляциясы мен туылу процестері элементар бөлшектің не екенін жаңа түсінуге мәжбүр етті. Элементар бөлшек материяның құрылымында өзгермейтін "кірпіш" болуды тоқтатты. Элементар бөлшектердің өзара түрленуінің жаңа терең тұжырымдамасы пайда болды. Элементар бөлшектер басқа элементар бөлшектерге айналып, жойылып кетуі мүмкін екендігі белгілі болды. Келесі элементар бөлшек - нейтрино да алдымен теориямен болжалды. Нейтронның ашылуы заттың құрылымына айқындық әкелген сияқты. Атомды құруға қажетті барлық элементар бөлшектер: протон, нейтрон, электрон - белгілі болды. Егер атом ядросының құрамында электрондар болмаса, онда ядролардың радиоактивті ыдырауы кезінде байқалатын электрондар қайдан пайда болады?
Бета ыдырау парадокстары. Нейтрино
Бұл сұрақтың жауабы 1932 жылы итальяндық физик Энрико Ферми өзі жасаған ыдырау теориясында нейтрон табылғаннан бір жыл өткен соң берілді. - Белгілі бір мағынада ыдырау қозған атомдардың фотондардың шығарылуына ұқсас. Ядродағы электрондар да, атомдағы фотондар да сәулелену сәтіне дейін болмайды, ыдырау процесінде фотон да, электрон да түзілетінін айтты. Ыдырау процесін зерттеу электрондардың шығуы электромагниттік әсерлесуден немесе ядролық өзара әрекеттесуден емес, физикада әлі белгісіз өзара әрекеттесудің жаңа түрінен туындағанын көрсетті. Бұл өзара әрекеттесу әлсіз өзара әрекеттесу деп аталды. Болашақта ол физикаға көптеген күтпеген және сенсациялық жаңалықтар әкелді
Ыдырау құбылысын зерттеу физиктерге үлкен проблема туғызды. Эксперименттік фактілер энергияның, импульстің және қозғалыс моментінің сақталу заңдарына сәйкес келмейтін болып көрінді. Осы заңдарды сақтау үшін В.Паули 1930 жылы ыдырау процесінде оңай байқалатын электронмен қатар нөлдік заряды, нөлдік демалу массасы және 1/2 айналуы бар тағы бір жеңіл бөлшек пайда болуы керек деген болжам жасады. Нейтрино ыдырау процесінде электронмен бірге шығарылғандықтан, ол жетіспейтін энергияны, импульсті және қозғалыс мөлшерінің моментін алып кетуі мүмкін. Паули гипотезасын тексеру үшін нейтриндерді эксперименталды түрде анықтау қажет болды. Алайда Паули болжаған нейтрино қасиеттері оны анықтауды өте қиын міндет етті. Өйткені, нейтрино затпен өте әлсіз өзара әрекеттесуі керек еді. Ол мыңдаған шақырым заттарды өзара әрекеттесусіз ұшып кетуі мүмкін. Нейтриноның энергиямен әрекеттесу қимасы
10 -34 см 2 атом ядроларымен бірнеше МэВ құрайды . Нейтриноларды тікелей тіркеудің эксперименттік әрекеттері жиырма жылға жуық уақытқа созылды. Тек 1953 жылы өте күрделі эксперимент нәтижесінде Ф. Райнес пен К. Коуэн антинейтриноны тіркей алды. (Антинейтрино реакция арқылы тіркелді
Антинейтрино көзі атом реакторы болды, онда антинейтрино көп мөлшерде түзіледі.). Паули гипотезасы керемет растау алды
Пиондар-ядролық алаң кванттары
Атом ядросында нейтрондар мен протондардың болуы физиктерге осы бөлшектерді ядрода байланыстыратын ядролық өзара әрекеттесудің табиғатын зерттеу мәселесін қойды. 1934 жылы Х.Юкава жаңа бөлшекті - ядролық алаңның квантын болжады. Юкава гипотезасына сәйкес нуклондар арасындағы өзара әрекеттесу осы бөлшектердің шығуы мен сіңуі нәтижесінде пайда болады. Олар ядролық өрісті Фотон алмасу нәтижесінде пайда болатын электромагниттік өріске ұқсастық арқылы анықтайды
Из чего состоит атомное ядро?
Измерения масс атомов с помощью масс-спектрографа Ф. Астона показали, что массы всех исследованных атомов с точностью
10% пропорциональны массе протона - M
Am p , где A принимает только целочисленные значения. Этот факт послужил основанием для создания протон-электронной модели атомного ядра. В этой модели предполагалось, что атомное ядро состоит из A протонов и (A-Z) электронов. В этой модели легко объяснялись обнаруженная Астоном пропорциональность массы атомного ядра числу A и величина заряда атомного ядра. Однако, по мере накопления экспериментальных данных по массам атомных ядер, магнитным моментам и спинам атомных ядер, протон-электронная модель ядра начала сталкиваться с трудностями в объяснении экспериментальных данных. Тем не менее, протон-электронная модель ядра продержалась вплоть до 1932 года
Простейшая модель -распада была предложена в 1928 году Г. Гамовым и независимо от него Г. Герни и Э. Кондоном. В этой модели предполагалось, что -частица постоянно существует в ядре. Вероятность -распада в основном определяется вероятностью прохождения -частиц через кулоновский потенциальный барьер
В 1930-1932 гг. разыгрались полные драматизма события. Продолжая начатые Резерфордом эксперименты по облучению тонких фольг из бериллия -частицами, В. Боте и Г. Беккер обнаружили сильно проникающее излучение, состоящее из нейтральных частиц. Первоначально выдвинутая гипотеза о том, что это фотоны высоких энергий, не выдержала проверки. Лишь в 1932 г. английский физик Д. Чедвик показал, что это новая, до сих пор неизвестная нейтральная частица с массой, приблизительно равной массе протона. Обнаруженная частица была названа нейтроном. Сразу после открытия нейтрона Д. Иваненко и В. Гейзенберг независимо выдвинули гипотезу, что атомное ядро состоит из нейтронов и протонов. Эта модель выдержала испытания временем и, как показывают экспериментальнные наблюдения, в обычных условиях отклонения от протонно-нейтронной модели, связанные с внутренней структурой нуклонов, невелики. Протоны и нейтроны в атомном ядре связаны особыми силами, для которых характерна большая величина и малый радиус действия
10 -13 см. Ядерные силы существенно превосходят силы электростатического кулоновского отталкивания протонов и обуславливают большую плотность вещества ядра
10 14 г/см 3 . Этот новый тип взаимодействия, связывающий нейтроны и протоны, назвали ядерным или сильным взаимодействием. Эти два названия долгое время считали синонимами. Сегодня мы знаем: сильное взаимодействие связывает кварки внутри нуклона, а ядерное взаимодействие, связывающее нейтроны и протоны, является следствием сильного взаимодействия. Ядерное взаимодействие меняет свойства нуклонов. Так, например, свободный нейтрон, являясь нестабильной частицей, внутри ядра может стать стабильным. По отношению к сильному взаимодействию протон и нейтрон имеют одинаковые свойства. Это привело к открытию новой симметрии - изотопической инвариантности сильных взаимодействий. Была введена новая квантовая характеристика - изоспин
С помощью изотопической инвариантности сильных взаимодействий в дальнейшем удалось предсказать массы и электрические заряды некоторых новых элементарных частиц. Протоны и нейтроны образуют атомные ядра всех химических элементов
Раз меры ядра
Еще на ранней стадии изучения структуры атомных ядер эксперименты по рассеянию 11 -частиц на легких ядрах дали основание предполагать, что плотность ядерного вещества у всех ядер приблизительно постоянна. Это предположение было в дальнейшем детально исследовано в опытах Р. Хофштатера по рассеянию электронов высокой энергии на сферических ядрах, расположенных вблизи долины стабильности. Оказалось, что плотности распределения ядерной материи и электрического заряда практически совпадают
Для ядер, расположенных вблизи долины стабильности, были установлены следующие закономерности
Плотность ядерной материи в центре ядра приблизительно одинакова у всех ядер и составляет
0.17 нукл./Фм 3 (см. рис.3).
Толщина поверхностного слоя (спад плотности от 0.9 11 0 до 0.1 11 0 ) у всех ядер примерно одинакова d = 4.4a = 2.4·Фм.
Величина радиуса ядра определяется числом нуклонов, R = 1.3A 1/3 Фм.
Поз итрон. Аннигиляция.
Взаимные превращения элементарных частиц
Открытие позитрона, частицы по своим характеристикам похожей на электрон, но имеющей в отличие от электрона положительный единичный заряд, было исключительно важным событием в физике. Еще в 1928 году П. Дирак предложил уравнение для описания релятивистской квантовой механики электрона. Оказалось, что уравнение Дирака имеет два решения, как с положительной, так и с отрицательной энергией. Состояние с отрицательной энергией описывает частицу аналогичную электрону, но имеющую положительный электрический заряд. Позитрон был первой открытой частицей из целого класса частиц, которые получили название античастиц. До открытия позитрона казалась необъяснимой неодинаковая роль положительных и отрицательных зарядов в природе. Открытие позитрона по существу восстановило зарядовую симметрию для легких частиц и поставило перед физиками проблему поиска античастицы для протона. Другая неожиданность - позитрон является стабильной частицей и может в пустом пространстве существовать бесконечно долго. Однако при столкновении электрона и позитрона происходит их аннигиляция. Электрон и позитрон исчезают, и вместо них рождаются два -кванта
Происходит превращение частиц с массой покоя отличной от нуля (0.511 МэВ) в частицы с нулевой массой покоя (фотоны), т.е. масса покоя не сохраняется.
Наряду с процессом аннигиляции был обнаружен и процесс рождения пары электрон-позитрон. Электрон-позитронные пары легко рождались -квантами с энергией в несколько МэВ в кулоновском поле атомного ядра. В классической физике понятия частицы и волны резко разграничены - одни физические объекты являются частицами, а другие - волнами. Превращение пары электрон-позитрон в фотоны стало дополнительным подтверждением представления о том, что между излучением и веществом много общего. Процессы аннигиляции и рождения пар заставили по-новому осмыслить, что же такое элементарная частица. Элементарная частица перестала быть неизменным "кирпичиком" в строении материи. Возникла новая чрезвычайно глубокая концепция взаимного превращения элементарных частиц. Оказалось, что элементарные частицы могут рождаться и исчезать, превращаясь в другие элементарные частицы. Следующая элементарная частица - нейтрино также вначале была предсказана теорией. Открытие нейтрона, казалось, внесло ясность в строение вещества. Все элементарные частицы, необходимые для построения атома: протон, нейтрон, электрон - были известны. Если в составе атомного ядра нет электронов, то откуда же берутся электроны, которые наблюдаются при радиоактивном распаде ядер?
Пар адоксы бета - распада. Нейтрино
Ответ на этот вопрос был дан в 1932 г. через год после открытия нейтрона итальянским физиком Энрико Ферми в разработанной им теории -распада. -Распад в определенном смысле аналогичен испусканию фотонов возбужденными атомами. Ни электронов в ядре, ни фотонов в атоме нет до момента излучения, и фотон, и электрон образуются в процессе распада. Изучение процесса -распада показало, что испускание электронов вызвано не электромагнитным взаимодействием и не ядерным взаимодействием, а новым типом взаимодействия до сих пор неизвестным в физике. Это взаимодействие было названо слабым взаимодействием. В будущем оно принесло в физику много неожиданных и сенсационных открытий
Изучение явления -распада поставило перед физиками серьезную проблему. Экспериментальные факты казались несовместимыми с законами сохранения энергии, импульса и момента количества движения. Для того, чтобы спасти эти законы В. Паули в 1930 г. высказал предположение, что в процессе -распада наряду с электроном, который легко наблюдается, должна рождаться еще одна легкая частица с нулевым зарядом, нулевой массой покоя и спином 1/2. Поскольку нейтрино испускалось вместе с электроном в процессе -распада, оно могло уносить недостающую энергию, импульс и момент количества движения. Для того чтобы проверить гипотезу Паули, необходимо было обнаружить нейтрино экспериментально. Однако свойства нейтрино, предсказанные Паули, делали обнаружение ее чрезвычайно трудной задачей. Дело в том, что нейтрино должно было очень слабо взаимодействовать с веществом. Оно могло пролетать тысячи километров вещества без взаимодействия. Сечение взаимодействия нейтрино с энергией несколько МэВ с атомными ядрами
10 -34 см 2 . Экспериментальные попытки непосредственно зарегистрировать нейтрино продолжались почти двадцать лет. Лишь в 1953 году в результате очень сложного эксперимента Ф. Райнесу и К. Коуэну удалось зарегистрировать антинейтрино. (Антинейтрино было зарегистрировано с помощью реакции
Источником антинейтрино служил атомный реактор, в котором антинейтрино образуются в большом количестве.). Гипотеза Паули получила блестящее подтверждение
Пио ны – кванты ядерного поля
Наличие в атомном ядре нейтронов и протонов поставило перед физиками проблему изучения природы ядерных взаимодействий, связывающих эти частицы в ядре. В 1934 году Х. Юкава предсказал новую частицу - квант ядерного поля. Cогласно гипотезе Юкава взаимодействие между нуклонами возникает в результате испускания и поглощения этих частиц. Они определяют ядерное поле по аналогии с электромагнитным полем, которое возникает как следствие обмена фотонами
После предсказания свойств мезона начались энергичные поиски этой частицы. И уже через два года в 1937 г. в космических лучах с помощью камеры Вильсона была обнаружена частица с массой покоя равной примерно 200 массам покоя электрона. Вначале считалось, что это и есть предсказанный Юкавой мезон. Однако более детальное исследование свойств этой частицы показало, что обнаруженные в космических лучах мезоны взаимодействуют с нейтронами и протонами не достаточно сильно, как это должно было быть для переносчиков ядерного взаимодействия. Они не захватывались атомными ядрами, а распадались с испусканием электронов. Первоначальный энтузиазм сменился некоторым разочарованием. Наконец в 1947 году также в космических лучах была обнаружена еще одна частица, которая сильно взаимодействовала с протонами и нейтронами и была той самой частицей, которую предсказал Юкава. Ее назвали -мезоном или пионом
Пионы, нейтроны и протоны принадлежат к одному классу частиц, называемых адронами. Их отличительная черта - участие в сильных ядерных взаимодействиях
Леп тоны
Открытая в 1937 году частица тоже была названа мезоном, -мезоном. Он имеет массу
106 МэВ и существует в двух разновидностях - отрицательно заряженная частица и положительно заряженная античастица. Сегодня -мезон предпочитают называть мюоном
На то, что электронные и мюонные нейтрино разные частицы, впервые было указано в 1957 году М. Марковым и Ю. Швингером . Эта гипотеза была подтверждена в 1962 году в экспериментах на ускорителе в Брукхейвене. Было показано, что при взаимодействии мюонных нейтрино рождаются мюоны
и не рождаются электроны
11
Мюоны, электроны и нейтрино относятся к семейству лептонов. Еще одна частица этого семейства - лептон (таон) была открыта М. Перлом в 1979 году в реакции . Она почти в два раза тяжелее протона и может распадаться не только подобно мюону на лептоны, но и на адроны
Существует космологическое ограничение на суммарную массу всех типов нейтрино
m( 11 e ) + m( 11 ) + m( 11 ) < 40 эВ
Если нейтрино имеет массу, то возможны распады и осцилляции нейтрино, смешивание нейтрино различных типов. Гипотеза об осцилляции нейтрино была выдвинута в 1957 году Б. Понтекорво . В настоящее время интенсивно проводятся эксперименты по измерению массы покоя нейтрино, обнаружению осцилляций нейтрино. Если окажется, что масса нейтрино отлична от нуля, то масса вещества во Вселенной должна в основном определяться массой нейтрино.
Яде рные реакции
Развитие ядерной физики в большой степени определяется исследованиями в такой важной ее области, как ядерные реакции. Однако после того, как Резерфорд впервые наблюдал ядерную реакцию, до появления первой модели ядерной реакции прошло довольно много лет. -Частицы от радиоактивных источников могли эффективно преодолеть кулоновский барьер только на самых легких ядрах. С появлением ускорителей ситуация радикально изменилась, теперь можно было бомбардировать ядра не только -частицами. Повысились энергии и интенсивности пучков частиц.
Первая модель ядерной реакции появилась в 1935 году, это была модель Оппенгеймера - Филлипса, предложенная для интерпретации реакции (d,p) при низких энергиях.
Дальнейший прогресс представлений о механизмах ядерных реакций долгое время был связан с концепцией составного ядра (компаунд-ядра), которая была предложена в 1936 году Н. Бором для объяснения резонансной структуры сечений захвата нейтронов и протонов низких энергий атомными ядрами
Первое количественное описание реакции, идущей через компаунд-ядро, было получено Брейтом и Е. Вигнером в 1936 году
Широкое распространение в расчетах сечений ядерных реакций получила феноменологическая модель испарения, предложенная В. Вайскопфом в 1937 году. В 30-50-х годах на основе "первых принципов" развивалась формальная теория ядерных реакций. Различные варианты формальной теории не содержали конкретных физических предположений таких, например, как гипотеза независимости, и в принципе могли описывать различные механизмы ядерных реакций. Однако применение их для практических расчетов было связано с большими трудностями. Тем не менее развитые в этих работах подходы позволили глубже понять физику процессов, происходящих в ядре и были использованы при создании моделей
К началу 50-х годов создание последовательной теории реакций, идущих через составное ядро, было в основном завершено. С помощью теории компаунд-ядра удалось удовлетворительно описать большое количество экспериментальных данных. При вычислении сечений предполагали, что любая частица, попав в ядро, должна поглотиться (модель "черного" ядра), т.е. одночастичное движение должно полностью затухнуть. Однако начали появляться экспериментальные данные, которые свидетельствовали, что одночастичное движение не затухает полностью
Для описания усредненного поведения сечений Г. Фешбах , К. Портер и В. Вайскопф в 1954 году предложили оптическую модель, которая получила свое название из-за аналогии рассеяния частиц на ядре с прохождением света через полупрозрачную сферу. В оптической модели предполагается, что ядро может быть описано комплексной потенциальной ямой
U(r) = V(r) + iW(r),
где мнимая часть W(r) описывает поглощение частиц падающего пучка.
Успехи оптической модели в описании упругого рассеяния привели к пониманию механизма протекания прямых ядерных реакций, в принципе отличающегося от механизма протекания ядерных реакций через составное ядро
После появления в 1966 году пионерской работы Дж. Гриффина наметился экспоненциальный рост экспериментальных и теоретических работ, посвященных так называемым предравновесным процессам. Сегодня предравновесные процессы делят на два класса: многоступенчатые прямые процессы, в которых происходит эволюция открытых состояний, и многоступенчатые компаунд-процессы, связанные с эволюцией закрытых состояний и связи их с открытыми состояниями. Под открытыми состояниями понимаются состояния, в которых хотя бы один нуклон находится выше энергии связи и может вылететь. В закрытых состояниях все нуклоны находятся ниже энергии связи
В реакциях с тяжелыми ионами в 70-е годы в Дубне группой В. Волкова был открыт новый тип ядерных реакций - реакции глубоконеупругих передач. Специфика глубоконеупругих передач обусловлена качественными изменениями процесса взаимодействия двух сложных ядер по сравнению с реакциями с легкими ионами. В основе этого взаимодействия лежат процессы формирования, эволюции и распада специфического ядерного комплекса - двойной ядерной системы. За счет кинетической энергии сталкивающиеся ядра проникают друг в друга, возрастает зона перекрытия их поверхностей. Из-за большой вязкости ядерной материи и соответственно из-за большого ядерного трения подавляющая часть кинетической энергии переходит в возбуждение системы, скорость относительного движения падает до нуля. Часть кинетической энергии переходит в энергию вращения ядер. Однако несмотря на интенсивное взаимодействие, оболочечная структура обеспечивает ядрам сохранение их индивидуальности. В зоне обмена нуклоны переходят из одного ядра в другое, однако нуклоны внутренних оболочек образуют довольно устойчивые коры, сохраняющие индивидуальность ядер. Эволюция системы происходит в направлении минимума потенциальной энергии системы, в процессе которой нуклоны от одного ядра оболочка за оболочкой передаются другому. Если кулоновские и центробежные силы превосходят силы притяжения, система будет распадаться. Однако, если результирующая сила невелика, распад будет происходить медленно и от ядра к ядру может быть передано значительное количество нуклонов
Дел ение ядер
Деление тяжелых ядер происходит при захвате нейтронов. При этом испускаются новые частицы и освобождается энергия связи ядра, передаваемая осколкам деления. Это фундаментальное явление было открыто в конце 30-ых годов немецкими учеными Ганом и Штрасманом, что заложило основу для практического использования ядерной энергии
100001
Ядра тяжелых элементов - урана, плутония и некоторых других интенсивно поглощают тепловые нейтроны. После акта захвата нейтрона, тяжелое ядро с вероятностью
0,8 делится на две неравные по массе части, называемые осколками или продуктами деления. При этом испускаются - быстрые нейтроны/ (в среднем около 2,5 нейтронов на каждый акт деления), отрицательно заряженные бета-частиц и нейтральные гамма-кванты, а энергия связи частиц в ядре преобразуется в кинетическую энергию осколков деления, нейтронов и других частиц. Эта энергия затем расходуется на тепловое возбуждение составляющих вещество атомов и молекул, т.е. на разогревание окружающего вещества
После акта деления ядер рожденные при делении осколки ядер, будучи нестабильными, претерпевают ряд последовательных радиоактивных превращений и с некоторым запаздыванием испускают "запаздывающие" нейтроны, большое число альфа, бета и гамма-частиц. С другой стороны некоторые осколки обладают способностью интенсивно поглощать нейтроны
Изучение взаимодействия нейтронов с веществом привело к открытию ядерных реакций нового типа. В 1939 г. О. Ган и Ф. Штрассман исследовали химические продукты, получающиеся при бомбардировке нейтронами ядер урана. Среди продуктов реакции был обнаружен барий - химический элемент с массой много меньше, чем масса урана. Задача была решена немецкими физиками Л. Мейтнер и О. Фришем , показавшими, что при поглощении нейтронов ураном происходит деление ядра на два осколка.
92 U + n 56 Ba + 36 Kr +kn
где k > 1
При делении ядра урана тепловой нейтрон с энергией
0.1 эВ освобождает энергию
200 МэВ. Существенным моментом является то, что этот процесс сопровождается появлением нейтронов, способных вызывать деление других ядер урана – цепная реакция деления. Таким образом, один нейтрон может дать начало разветвленной цепи делений ядер, причем число ядер, участвующих в реакции деления будет экспоненциально возрастать. Открылись перспективы использования цепной реакции деления в двух направлениях:
управляемая ядерная реакция деления – создание атомных реакторов;
неуправляемая ядерная реакция деления – создание ядерного оружия.
В 1942 году под руководством Э. Ферми в США был построен первый ядерный реактор. В СССР первый реактор был запущен в 1946 году под руководством И. Курчатова . В 1954 году в Обнинске начала работать первая в мире атомная электростанция. В настоящее время тепловая и электрическая энергия вырабатывается в сотнях ядерных реакторов, работающих в различных странах мира.
Новые горизонты ядерной физики.
Радиоактивные пучки
В то время когда в физике частиц происходило продвижение в сторону высоких энергий и открывались новые частицы, в состав которых входили все более массивные кварки, качественно изменилась ситуация и в "традиционной" ядерной физике. Улучшение техники ионных пучков и методов сепарации короткоживущих изотопов существенно расширило число исследованных ядер. К концу XX века было открыто
3000 атомных ядер. Всего в границах ядерной стабильности по существующим оценкам их может быть около 7000.
Наряду с хорошо известными модами распада атомных ядер - , , и спонтанным делением были обнаружены новые типы радиоактивности. В 1962 году в ОИЯИ (Дубна) впервые была зарегистрирована протонная радиоактивность. Она наблюдалась для нейтронодефицитных ядер вблизи границы протонной стабильности
Было обнаружено, что ядра могут самопроизвольно испускать ядра тяжелее 4 He – кластерная радиоактивность. Впервые кластерная радиоактивность наблюдалась в распаде
223 Ra 11 209 Pb + 14 C
Какие сегодня приоритетные направления исследований в области ядерной физики?
Поиск новых сверхтяжелых ядер.
Исследоваание свойств ядерной материи в экстремальных условиях - в области низкой температуры и низкой плотности ядерной материи и в области высокой температуры и высокой плотности ядерной материи. Состояния с высокой плотностью ядерной материи интенсивно исследуются в столкновениях релятивистских ядер. Ведутся исследования в области мультифрагментации и полного развала ядра на нейтроны и протоны.
Исследование формы и свойств атомных ядер в супердеформированных состояниях и в состояниях с экстремально большими спинами.
Исследование атомных ядер вдали от долины стабильности, вблизи от границ нейтронной и протонной стабильности.
Изучение новых типов радиоактивного распада. Поиск новых долгоживущих изомерных состояний
Открытым и требующим дальнейших исследований является вопрос о роли кварковых степеней свободы и их влияние на короткодействующую составляющую ядерных взаимодействий.
Кварк-глюонная структура нуклона и изменение его свойств в ядерной материи.
В настоящее время методы сепарации и детектирования достигли такого совершенства, что основные характеристики атомных ядер: масса, период полураспада, основные моды распада - могут быть получены на основе анализа небольшого их числа.
Метод сепарации тяжелых ионов на лету позволяет получать моноизотопные пучки ускоренных ядер вплоть до урана. Появились новые экспериментальные методы для изучения свойств атомных ядер - комбинации ускорителей с ионными ловушками для низкоэнергетических ионов и накопительные кольца для ионов низких и средних энергий. Существенный прогресс в исследовании ядер с необычным отношением N/Z - экзотических ядер - связан с возможностью накопления высокоэнергетических вторичных пучков радиоактивных ядер и изучения реакций на этих пучках
Дет екторы. Ускорители
Успехи в физике ядра и элементарных частиц все в большей степени определяются прогрессом в этих областях. Нобелевские премии по физике часто присуждаются за работы в области техники физического эксперимента
Основным детектором частиц долгое время была пластинка, с нанесенным на нее слоем сернистого цинка. Источником частиц высоких энергий в то время были космические лучи - частицы, образующиеся в мировом пространстве. Сегодня кажется почти неправдоподобным, сколько открытий в физике атомного ядра было сделано с использованием природных источников радиоактивного излучения с энергией всего лишь несколько МэВ и простейших детектирующих устройств. Открыто атомное ядро, получены его размеры, впервые наблюдалась ядерная реакция, обнаружено явление радиоактивности, открыты нейтрон и протон, предсказано существование нейтрино и т.д. Частицы регистрировались глазом по производимым ими в сернистом цинке вспышкам света
Создание первых ускорителей Дж. Кокрофтом и Э. Уолтоном , Р. Ван-де-Графом , Э. Лоуренсом в 1931-32 гг. открыло новую эру в ядерной физике. Экспериментаторы получили в свое распоряжение удобные инструменты, на которых можно было получать пучки ускоренных заряженных частиц с энергией от нескольких МэВ до десятков МэВ.
В 1944-45 годах В. Векслер и независимо от него Э. Макмиллан открыли принцип автофазировки, позволяющий достигать релятивистских энергий ускоренных частиц. Открытие принципа автофазировки привело к появлению новых типов ускорителей - фазотронов, синхротронов, синхрофазотронов. Разработка метода сильной фокусировки позволила получать уникальные по своим параметрам пучки (с малыми поперечными размерами, высокой интенсивностью, большими энергиями)
В 1947 году происходит открыте -мезон ( Пауэл ), 1947 год - обнаружены странные частицы. В 1932 году найден позитрон К. Андерсон ом
Впервые Черенковское излучение наблюдалось визуально. Первая пузырьковая камера, в которой Глезер наблюдал треки -частиц была с наперсток. В космических лучах впервые наблюдались новые элементарные частицы. В 1937 году обнаружен мюон К. Андерсоном, С. Недермейер ом
1934жылы Париж ғылым Академиясының отырысында Ф.Жолио мен И.Кюридің радиактивтіліктің жаңа түрі табылғандығы туралы хабарлаған фундаменталды жаңалықтан ядролық физиканың дамуында жаңа кезең басталды. Олар былай деп жазды: «Біз кейбір жеңіл элементтер (бериллий, бор, алюминий) полонийдің бөлшектермен соққылаған кезде оң электрондар шығарады дегенді Вильсон камерасы әдісмен дәлелдедік. Полонийдің а-сәулелерімен сәулелендірілген кейбір жеңіл элементтердің оң электрондарды шығаруы а-сәулелердің көзін жойған соң біршама азды-көпті уақытқа созылады. Жеңіл элемнт бор болған жағдайда ол уақыт мысалы жарты сағатты құрайды». Жолио мен Кюри осы құбылысты зерттей келе радиоактивтіліктің оң электрондарды шығарумен қатар жүретін жаңа кезеңі пайда болатындыған көрсетті.
Ерлі зайыпты Жолио-Кюри осы сол уақытқа дейін периодта бақыланбаған жаңа радиоактивті изотоптарды жасап, алғаш рет жасанды радиактивтілікті тудырды. Жолио-Кюри ашқан бұл құбылыс «жасанды радиактивтілік деп аталды».
Осы ашқан жаңалықтары үшін ерлі-зайыптыларға Швед ғылым Академиясы химия бойынша Нобель сыйлығын ұсынды.
Кейінірек Жолио-Кюри фамилиясын қабылдаған Фредерик Жолио 1990 жылы 19 наурызда Париж коммунасына қатысушы, шебер, Анри Жолионың отбасында туылды. 1908-1917 жылдары Ланкаль лицейінде білім алды. Нақты ғылымдар саласындағы білімін толықтыру үшін Жолио Лавуазье лицейіне түсті. Лицейді 1919 жылы бірінші болып бітіріп, Париж физика және химия мектебіне оқуға түсті, ол жерде бір кездері профессор Пьер Кюри болды. Ол мектепті аяқтаған соң Жолио болат құятын зауыттарда инженер-практикант болып жұмыс жасады. Сосын әсерге шақырылып, Пуатьедегі артиллериялық мектепке түсті. Учиищені бітірген соң суб-лейтанант Ланжавеннің ұсынысы бойынша Радия иститутына Мария Кюридің препараторына түсті. Осы жерде ол өзінің болашақ жары, Пьер және Мария Кюрилердің қызы Иренмен танысты. 1926 жылы олар үйленіп, бірлескен ғылыми өміпрлік жолдарын бастап кетті.
Ирен Кюри Фредерик Жолиодан үлкен болатын, ол 1897 жылы 12 қыркүйекте дүниеге келген. Ол Париж университетін 1920 жылы аяқтады және анасының зертханасында жұмыс істей бастады. Фредерик радия институтына препараторға түскен кезде (1925) Ирен докторлық диссертациясын қорғады. Жолио докторлық диссертациясын 1930 жылы қорғады. 1937 жылы ол Франс Колледжінде ядролық химия профессоры болды, 10 жылдан соң, Ланжавеннің қазасынан кейңн тәжірибелік физиканың профессоры болд. Ирен анасы қайтыс болған соң, 1934 жылы Париж университетінде физика кафедрасына қабылданды. Соғыс жылдары Фредерик пен Кюри Қарсыласу қозғалысының белсенді қатысушылары болды, соғыс аяқталған соң бейбітшілік үшін белсенді күресті. 1942 жылы соғыстың қиын жылдарында Фредерик Жолио-Кюри Францияның Коммунистік партиясына енді. Ол 1949 жылдан бастап ғұмырының соңына дейін Бүкіләлемдік Бейбітшілік Кеңесін басқарды. Бейбітшілікті жақтаушылар қозғалысын ұйымдастырды. Ирен Кюри Бүкіләлемдік Бейбітшілік Кеңесінің мүшесі болып, Бейбітшілікті жақтаушылар конгресінің қатысушысы болды.
1948 жылы Жолионың басшылық етуімен бірінші Француздық ядролық реактор іске қосылды. Жолио-Кюридің өзі 1950 жылы Францияның атомдық энергия жөніндегі Жоғары комиссары лауазымын иемденді. Ирен Жолио-Кюри 1956 жылы сәулелік аурудан қаза тапты. 1958 жылы мамырда Жолио-Кюри соңғы рет КСРО-да болып өзінің достары И.И.Курчатовпен, Д.В.Скобельцинмен және басқа да кеңес физиктерімен кездесті. Ол 1958 жылы 14 тамызды көз жұмды.
|
Скачать 1.58 Mb.