Физика пространства - страница 19
Какую же роль в этом играют нейтроны? Из таблицы Менделеева видно, что уже второй ее элемент – гелий (>4>2 He) имеет в своем ядре два протона. Если бы в ядре не было нейтронов, протоны сжали бы окружающее их в непосредственной близости пространство до такой степени, что ядро бы не смогло образоваться.
Нейтрон, как известно. Представляет собой протон, поглощающий электрон, поэтому при его движении по силовым линиям пространства выделяется в одинаковой мере как энергия материи E>m, так и энергия пространства -E>p.
Пространственная энергия нейтрона при его взаимодействии с протоном уравновешивает выделенную им энергию материи и тем самым обеспечивает внутреннюю устойчивость ядра. Отрезок пространства, на котором устанавливается это равновесие носит название радиуса действия ядерных сил и обусловлен величиной энергии пространстваE>p, выделенной нейтроном.
E>p = E>m = A
A = Fxd,
где F – ядерные силы; d = r = (1—2) >-15 м – радиус действия ядерных сил.
Интенсивность ядерных взаимодействий протона и нейтрона определяется направлением распространения выделяемых ими энергий. Если распространение их энергий совпадает по направлению (рис. 10 а), то они связваются в дейтрон, а если не совпадают (рис. 10 в), то ядро не образуется.
Направление распространения энергий нуклонов совпадает, если их спины параллельны. Если же их спины антипараллельны, то энергии нуклонов распространяются в противоположных направлениях.
Рис.10.Схема взаимодействия нуклонов при различных направлениях распространения выделяемых ими энергий
p – протон, n – нейтрон, 2/1H – дейтрон, E>m – энергия материи, E>p – энергия пространства.
2.4 Слабое взаимодействие
Экспериментально доказано, что в природе помимо сильного, электромагнитного и гравитационного, существует еще и так называемое слабое взаимодействие. Его интенсивность в значительной степени слабее первых двух, но сильнее гравитационного.
Как и ядерные силы, силы слабого взаимодействия являются короткодействующими. Радиус их действия r>сл = 2x10>—18 м. Это в 600 раз меньше радиуса действия ядерных сил.
Слабое взаимодействие считается распадным взаимодействием. Характерным временем для слабого взаимодействия считается время в 10>—13 сек. По этому взаимодействию происходит β-распад нейтрона.
При β-распаде общая масса продуктов распада меньше массы (энергии покоя) исходной частицы. Избыток энергии покоя (энергия связи) освобождается в форме кинетической энергии продуктов распада. Спектр β-распада непрерывен из-за испускания при этом распаде нейтральных частиц с нулевой массой нейтрино и антинейтрино.