我想象中的原子核工程作文

【專家解說(shuō)】：- -       換個(gè)話題吧，那只給資料行不行： 定義：原子中帶正電的核心。由質(zhì)子和中子兩種粒子組成的量子多體系統(tǒng)。 應(yīng)用學(xué)科：電力（一級(jí)學(xué)科）；核電（二級(jí)學(xué)科） 以上內(nèi)容由全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布 求助編輯百科名片    原子 世界所有物質(zhì)都是由分子構(gòu)成，或直接由原子構(gòu)成，而原子由帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子構(gòu)成，原子核是由帶正電荷的質(zhì)子和不帶電荷的中子構(gòu)成，原子中，質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)，因此正負(fù)抵消，原子就不顯電，原子是個(gè)空心球體，原子中大部分的質(zhì)量都集中在原子核上，電子幾乎不占質(zhì)量，通常忽略不計(jì)。目錄簡(jiǎn)介 本質(zhì) 相互作用 原子核電荷 核結(jié)構(gòu)與核動(dòng)力理論進(jìn)展 研究歷程 新進(jìn)展——IBM理論核內(nèi)非核子自由度的研究 π介子自由度 夸克自由度 高能輕子非彈性散射實(shí)驗(yàn)——EMC效應(yīng)核物質(zhì)新形態(tài)的探索 重離子核物理 相對(duì)論重離子研究 實(shí)驗(yàn)嘗試 奇異核歷史簡(jiǎn)介 本質(zhì) 相互作用 原子核電荷 核結(jié)構(gòu)與核動(dòng)力理論進(jìn)展 研究歷程 新進(jìn)展——IBM理論核內(nèi)非核子自由度的研究 π介子自由度 夸克自由度 高能輕子非彈性散射實(shí)驗(yàn)——EMC效應(yīng)核物質(zhì)新形態(tài)的探索 重離子核物理 相對(duì)論重離子研究 實(shí)驗(yàn)嘗試 奇異核歷史展開編輯本段簡(jiǎn)介　　原子核（atomic nucleus)簡(jiǎn)稱“核”。位于原子的核心部分，由質(zhì)子和中子兩種微粒構(gòu)成。而質(zhì)子又是由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成，中子又是由兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克組成。原子核極小，它的直徑在10-⒖M【十的負(fù)十五次米】]~10-⒕M【十的負(fù)十四次方米】之間，體積只占原子體積的幾千億分之一，在這極小的原子核里卻集中了99.96%以上原子的質(zhì)量。原子核的密度極大，核密度約為10⒕g/cm⒊【每立方厘米的地方里有十的十四次方克核】，即1cm-⒊的體積如裝滿原子核，其質(zhì)量將達(dá)到10-⒏t【十的八次方噸，即1億噸】。原子核的能量極大。構(gòu)成原子核的質(zhì)子和中子之間存在著巨大的吸引力，能克服質(zhì)子之間所帶正電荷的斥力而結(jié)合成原子核，使原子在化學(xué)反應(yīng)中原子核不發(fā)生分裂。當(dāng)一些原子核發(fā)生裂變（原子核分裂為兩個(gè)或更多的核）或聚變（輕原子核相遇時(shí)結(jié)合成為重核）時(shí)，會(huì)釋放出巨大的原子核能，即原子能。例如核能發(fā)電。利用這一性質(zhì)，方便人們的生活。整個(gè)原子不顯電性，是中性。 編輯本段本質(zhì)　　1912年英國(guó)科學(xué)家盧瑟福根據(jù)α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子仍沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子由于撞擊到了電子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，個(gè)別α粒子偏轉(zhuǎn)超過(guò)了90°，有的α粒子由于撞上原子核所以偏轉(zhuǎn)方向甚至接近180°。該試驗(yàn)事實(shí)確認(rèn)：原子內(nèi)含有一個(gè)體積小而質(zhì)量大的帶正電的中心，這就是原子核。 編輯本段相互作用　　核子之間的核力，是一種比電磁作用大得多的相互作用。原子半徑很小，質(zhì)子間庫(kù)侖斥力很大，但原子核卻很穩(wěn)定。所以原子核里質(zhì)子間的除了庫(kù)侖斥力外還有核力。只有在2.0×10^-1    　圖為氦原子的原子及其原子核構(gòu)想圖5米的短距離內(nèi)才能起到作用。 　　質(zhì)子和質(zhì)子之間、質(zhì)子和中子之間、中子和中子之間都存在。核力是色力的間接效應(yīng)，即強(qiáng)相互作用可以看作是夸克 - 膠子[1]相互作用的間接結(jié)果。 編輯本段原子核電荷　　盧瑟福用一束α射線轟擊金屬薄膜，發(fā)現(xiàn)有大角度的α粒子散射，并在此基礎(chǔ)上提出了行星式原子結(jié)構(gòu)模型：原子中存在一個(gè)帶正電的核心，即原子核。 　　原子是電中性的，核帶有的正電荷等于核外電子的總負(fù)電荷。對(duì)原子序數(shù)為Z的原子，核帶正電Ze。核的電荷數(shù)是一個(gè)嚴(yán)格的整數(shù)，它等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。質(zhì)子帶正電e，與電子的電量相等。 編輯本段核結(jié)構(gòu)與核動(dòng)力理論進(jìn)展研究歷程　　核物理研究一開始，就面臨著一個(gè)重要的問(wèn)題，這就是核子間相互作用的性質(zhì)。人們注意到，大多數(shù)原子核是穩(wěn)定的，而通過(guò)對(duì)不穩(wěn)定原子核的γ衰變、β衰變和α衰變的研究發(fā)現(xiàn)，原子核的核子之間必然存在著比電磁作用強(qiáng)得多的短程、且具有飽和性的吸引力。此外，大量實(shí)驗(yàn)還證明，質(zhì)子-質(zhì)子、質(zhì)子-中子、中子-中子之間的相互作用，除了電磁力不同外，其它完全相同，這就是核力的電荷無(wú)關(guān)性。1935年，湯川秀樹（YukawaHideki 1907～1981）提出，核子間相互作用是通過(guò)交換一種沒(méi)有質(zhì)量的介子實(shí)現(xiàn)的。1947年，π介子被發(fā)現(xiàn)，其性質(zhì)恰好符合湯川的理論預(yù)言。 　　介子交換理論認(rèn)為，單個(gè)π介子交換產(chǎn)生核子間的長(zhǎng)程吸引作用（≥3×10-13cm），雙π介子交換產(chǎn)生飽和中程吸引作用（1～3×10-13cm），而ρ、ω分子交換產(chǎn)生短程排斥作用（<1×10-13cm），π介子的自旋為零，稱為標(biāo)量介子，ρ、ω介子的自旋為1，稱為矢量介子，它們的靜止質(zhì)量不為零，這確保了核力的短程性，而矢量介子的非標(biāo)量性又保證了核力的自旋相關(guān)性。核力性質(zhì)及核組成成分的研究，為進(jìn)一步揭示原子核的結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件。 　　在早期的原子核模型中，較有影響的有玻爾的液滴模型、費(fèi)密氣體模型、巴特勒特和埃爾薩斯的獨(dú)立粒子模型以及邁耶和詹森的獨(dú)立粒子核殼層模型。其中最成功的是獨(dú)立粒子核殼層模型。 　　在1948～1949年間，邁耶（Mayer，MariaGoeppert1906～1972）通過(guò)分析各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，重新確定了一組幻數(shù)，即2、8、20、28、50和82。確定這些幻數(shù)的根據(jù)是：①原子核是這些幻數(shù)的化學(xué)元素相對(duì)豐度較大；②幻核的快中子和熱中子的截面特別??；③幻核的電四極矩特別??；④裂變產(chǎn)物主要是幻核附近的原子核；⑤原子的結(jié)合能在幻核附近發(fā)生突變；⑥幻核相對(duì)α衰變特別穩(wěn)定；⑦β衰變所釋放的能量在幻核附近發(fā)生突變。在費(fèi)密的啟發(fā)下，邁耶在平均場(chǎng)中引入強(qiáng)的自旋-軌道耦合力，利用該力引起的能級(jí)分裂成功地解釋了全部幻數(shù)的存在。接著，詹森（Jensen，Johannes Hans Daniel 1907～1973）也獨(dú)立地得到了相同的結(jié)果。在邁耶與詹森合著的《原子核殼層基本原理》一書中，他們利用核殼層模型成功地解釋了原子核的幻數(shù)、自旋、宇稱、磁矩、β衰變和同質(zhì)異能素島等實(shí)驗(yàn)事實(shí)。由于原子核殼層結(jié)構(gòu)模型所獲得的成功，及其在核物理研究中的重要作用，邁耶和詹森共同獲得1963年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 　　核殼層模型是在大量的關(guān)于核性質(zhì)、核譜以及核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析的基礎(chǔ)上提出的，它對(duì)原子核內(nèi)部核子的運(yùn)動(dòng)給出了較清晰的物理圖象。這一模型的核心是平均場(chǎng)思想。它認(rèn)為，就像電子在原子中的平均場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一樣，在原子核內(nèi)，每個(gè)核子也近似地在其它核子的平均場(chǎng)中做獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，因此原子核也應(yīng)具有殼層結(jié)構(gòu)，通常把這一模型稱為獨(dú)立粒子核殼層模型。 　　平均場(chǎng)的思想使核殼層模型取得了多方面的成功，但是它也具有不可避免的局限性，因?yàn)楹俗又g的相互作用不可能完全由平均場(chǎng)作用代替。除了平均場(chǎng)以外，核子之間還有剩余相互作用。隨著核物理研究的發(fā)展，在50年代以后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，如大的電四極矩、磁矩、電磁躍遷幾率、核激發(fā)能譜的振動(dòng)譜、轉(zhuǎn)動(dòng)譜以及重偶偶核能譜中的能隙等，它們都不能用獨(dú)立粒子的核殼層模型解釋。