ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изотопы в физике Изотопы и фундаментальные проблемы физики слабых взаимодействий из "Изотопы Свойства, получение, применение Том 2" С точки зрения ядерной физики изотопы одного и того же элемента отличаются не только и не столько по массе атомного ядра, сколько по своим свойствам, проявляющимся в ядерных реакциях. Коллективы разных количеств нуклонов при одинаковом числе протонов образуют качественно различные квантовомеханические системы, поскольку связь нуклонов в ядре определяется главным образом их сильным взаимодействием. Системы уровней возбуждения ядер разных изотопов отличаются качественно — и по энергиям и по квантовым числам этих уровней. [c.7] Спин ядра равен квантовой сумме полных моментов входящих в его состав протонов и нейтронов — фермионов со спином 1/2. В зависимости от чётности чисел протонов и нейтронов различают чётно-чётные , нечётно-нечётные чётно-нечётные и нечётно-чётные ядра. У первых двух типов ядер спин в основном (невозбуждённом) состоянии целочисленный, часто нулевой, для двух других — полуцелый. Для изотопов одного элемента число протонов фиксировано, поэтому — говорят о чётных и нечётных изотопах, ядра которых имеют чётное или нечётное суммарное число нуклонов и, соответственно, целочисленный или полуцелый спин. [c.7] Ядра изотопов отличаются по объёму и форме. Поэтому при одном и том же заряде (монопольном электрическом моменте) — у них различно пространственное распределение заряда. Это вместе с различием спинов определяет разницу магнитных дипольных и электрических квадрупольных моментов. [c.7] Вследствие различия указанных параметров ядер изотопов для них отличаются сечения взаимодействия с элементарными частицами, моды и вероятности распадов и другие характеристики, которые являются предметом изучения ядерной физики. Поэтому ядра разных изотопов одного элемента с этой точки зрения — суть качественно различные объекты. [c.7] При изучении ядерных явлений в экспериментах всегда нужны лишь строго определённые изотопы. Однако иногда стоимость изотопного обогащения образцов для исследования столь сильно удорожает эксперимент, что приходится мириться со снижением эффективности аппаратуры и проводить исследования с применением природных смесей изотопов, в которых нужные ядра разбавлены (и порой сильно) балластными. Тенденции развития ядерной физики таковы, что для исследований редких явлений изотопы требуются во всё больших количествах, и экспериментаторы всё чаще используют материалы с высоким изотопным обогащением. Потребности экспериментальной ядерной физики в изотопах имеют существенное коммерческое значение. [c.8] Физика слабых взаимодействий включает в себя изучение процессов бета-распада ядер, исследование потоков нейтрино и поиск других слабовзаимодей-ствующих частиц. В этих экспериментах активно применяются стабильные и радиоактивные изотопы. [c.8] Вернуться к основной статье