1. Úvod
do jadrovej fyziky
Hlavné etapy vývoja jadrovej fyziky. Veličiny a rozmery fyzikálnych veličín
v mikrosvete. Relativistické a kvantové vlastnosti mikročastíc.
2. Atómové
jadrá a vlastnosti jadier.
3.
Atómové jadrá v základnom energetickom stave
Jadrové momenty. Základné charakteristiky atómových jadier.
Vlastnosti nukleónov a elektrónov. Vzájomné premeny nukleónov. Jadrové momenty. Spin a magnetický moment
jadra. Kvadrupólové momenty jadier a ich forma, sférické a nesférické jadrá.
Parita jadra. Energetické hladiny jadier a ich charakteristiky.
4.
Modely atómových jadier
Modely jadier so silnou interakciou. Modely jadier z nezávislých častíc.
Kvapkový model jadra, stabilita izobarov. Hladinový (vrstvový) model jadra,
magické čísla. Zovšeobecnené modely jadier. Model Fermiho plynu.
5. Jadrové premeny
4.1. Rádioaktívne
premeny.
Energetika, kinetika. Typy rádioaktívnych premien
4.1.1. Teória premeny
alfa.
Vplyv potenciálovej a odstredivej bariéry na rýchlosť premeny, zdôvodnenie
Geigerovho-Nuttalovho pravidla. Spontáne štiepenie, kritérium nestability.
4.1.2. Elementárna teória
premeny beta. Tvar spektra častíc beta a príčiny
tohto tvaru. Detekcia neutrín.
4.1.3. Teória rádioaktívnych
premien a prechodov gama. Jadrové elektromagnetické prechody gama, vnútorná
konverzia. Augerov jav. Izomérne prechody. Výberové pravidlá.
4.1.4. Kinetika rádioaktívnych
premien.
Pravdepodobnosť premeny a jej charakteristiky, rozdelenie dôb života. Zložité
rádioaktívne premeny. Kinetika jadrových reakcií, tok a hustota toku častíc.
Pojem účinného prierezu, rýchlosť jadrovej reakcie a výťažok. Stredný
dobeh. Rádioaktívne premenové rady. Transuránové prvky. Praktické použitie
izotopov. Rádioizotopové termoelektrické
generátory. Roentgenofluorescenčná
spektroskopia.
6. Jadrové reakcie
5.1. Elementárna
teória jadrových reakcií, model zloženého jadra. Klasifikácia,
základné charakteristiky, zákony zachovania. Účinné prierezy pre neutróny
a nabité častice. Energia vzbudenia zloženého jadra. Mechanizmy jadrových
reakcií. Rýchlosť jadrových reakcií. Typy jadrových reakcií.
5.2. Fyzika
neutrónov. Prehľad
neutrónových jadrových reakcií. Nepružný a pružný rozptyl neutrónov.
Neutrónová aktivačná analýza (NAA).
5.3. Štiepne
jadrové reakcie.
Samovoľné štiepenie. Trojité štiepenie
jadier.
5.4. Priame
jadrové reakcie. Praktické využitie jadrových rekcií.
Vznik kozmogénnych nuklidov. Rádionuklidové datovanie. Rádionuklidy a
nukleárna mediciína.
5.5. Jadrové
reakcie s nabitými časticami a ťažkými iónmi. Jadrové
reakcie
pri vysokých energiách. Príprava transuránových a superťažkých prvkov.
5.6. Mössbauerov efekt
-Mössbauerova spektroskopia.
7.
Praktické využitie jadrovej energie. Reťazové štiepne jadrové
reakcie a základy reaktorovej fyziky.
Prírodný reaktor v Oklo. Spontánne a indukované štiepenie jadier. Energia a mechanizmus štiepenia.
Aktivačná energia a funkcie vzbudenia. Produkty reakcie a ich rozdelenie.
Asymetria štiepenia, vplyv energie vzbudenia. Vlastnosti štiepnych trosiek. Výber
jadrového paliva. Spomaľovanie (termalizácia)
a difúzia neutrónov, charakteristiky moderátorov. Okamžité a oneskorené neutróny. Štatistické parametre cyklu.
Podmienky pre reťazovú štiepnu reakciu, riadená a neriadená reťazová štiepna
reakcia. Reprodukcia jadrového paliva. Princíp štiepnych atómových zbraní.
8. Zdroje aktivujúcich častíc.
Urýchľovače, neutrónové generátory.
Urýchľovače:
urýchľovacie trubice, cyklotróny, synchrocyklotrón, protónový synchrotrón,
lineárne urýchľovače. Urýchľovače elektrónov, princípy, základné
parametre a oblasti využitia. Zdroje pozitrónov. Zdroje neutrónov, ich
parametre a využitie. Zdroje žiarenia gama.
9.
Termojadrové reakcie. Základy astrofyziky a
nukleogenéza.
Termojadrové reakcie a
syntéza jadier. Riadená a neriadená termojadrová reakcia: Priníp
termojadrových zbraní, princíp TOKAMAKu, fúzia inerčným uväznením,
projekt ITER.
11. Štandardný
model a elementárne častice
Štandardný model a generácie elementárnych častíc. Teória všetkého.
Klasifikácia a vlastnosti elementárnych častíc. Kvarky a gluóny,
leptóny fermióny, bozóny, hadróny, mezóny, baryóny, tetrakvarky a pentakvarky.
Antihmota a Higgsov bozón, neutrína a antineutrína a detekcia
neutrín.. Typy interakcií, zákony zachovania, premeny elementárnych častíc,
rezonansné častice.
Literatúra:
1.
Rakoboľskaja
I. V. Jadernaja fizika. Izd-vo
Moskovskogo univ-ta, Moskva,
1981.
2.
Mayer-Kuckuk,
Th. Fyzika atomového jádra. SNTL, Praha, 1979.
3.
Vanovič
J. Atomová fyzika (Všeobecná fyzika 4). Alfa, Bratislava, 1980.
4.
Širokov,
Judin, Jadernaja fizika. Nauka, Moskva, 1980.
5.
Usačev
S. a kol. Experimentálna jadrová fyzika. Alfa, Bratislava, 1982.
6.
Úlehla
I., Suk M., Trka Z. Atomy, jádra, částice. Academia, Praha, 1990.
7.
Vaľter
A. K., Zaljubovskij I. I.
Jadernaja fizika. Charkov, Osnova, 1991.
8.
Hawking
S. H. Stručná historie času. Od velkého tresku k černým dírám.
Mladá fronta, Praha, 1991.
9.
Hawking
S. H. Vesmír v orechovej škrupinke. Slovart, Bratislava, 2002.
10.
Hawking
S. H. Ilustrovaná stručná história času. Slovart, Bratislava, 2004.
11.
May
B., Moore P., Lintott Ch. BANG! Úplná hisória Vesmíru. Slovart,
Bratislava, 2007.
12.