Строение и общие свойства атомных ядер Ядерные реакции Деление ядер

На схемах ядерных уровней обычно указывают энергию, спин и чётность каждого состояния. Спин указывается числом, а чётность знаком плюс для чётных и минус для нечётных состояний. Этот знак ставится справа сверху от числа, указывающего спин. Например, символ 1/2+ обозначает состояние с положительной четностью со спином 1/2, а символ 3- обозначает состояние отрицательной четности со спином 3.

Спин, магнитный и электрический моменты ядер

Спин ядра

Ядро, как пространственно ограниченная и связанная система взаимодействующих между собой нуклонов, во многих случаях может рассматриваться в целом как одна микрочастица. Так как нуклоны, из которых состоит ядро, обладают собственным механическим моментом, или спином, а также совершают движение относительно друг друга (орбитальное движение относительно центра инерции ядра), то и ядра должны иметь собственный механический момент (далее просто момент) или спин.

Спин ядра есть векторная сумма полных моментов  отдельных нуклонов, каждый из которых складывается из орбитального момента и спина нуклона , так что

а   .

(1.6.1)

Возможна другая схема сложения моментов отдельных нуклонов, когда сначала по отдельности суммируются векторы спинов  и векторы орбитальных моментов всех нуклонов, затем полученные два вектора складываются. Однако, поскольку ядерные силы не центральны (см. §1.9 п.7) и в ядре существует спин-орбитальное взаимодействие (см. §2.3 п.1), то по этой причине в теории ядра используют первую схему.

Естественной единицей измерения момента импульса в квантовой механике служит постоянная Планка ħ = 1,0546·10-34Дж·с, имеющая размерность момента импульса.

Вектор момента любых микрочастиц, как, впрочем, и спина ядра, обладает своеобразными свойствами.

1. Абсолютная величина вектора момента любой изолированной физической величины может принимать только дискретные значения:

||

(1.6.2)

где I – либо целое, либо полуцелое положительное число:

I = 0, 1/2, 1, 3/2, ...

(1.6.3)

Число Iназывают обычно величиной момента или квантовым числом момента. Следует особо отметить различие между модулем вектора  и  квантовым числом I, так как последнее является одним из чисел (1.6.3), используемых в формуле (1.6.2) для нахождения модуля вектора . Когда говорят: «момент 1/2», то имеют в виду именно это квантовое число в формуле (1.6.2).

В формуле (1.6.1) квантовое число lk для орбитального момента всегда целое число, lk = 0, 1, 2, … , а нуклоны (и электрон тоже) имеют квантовое число спина s = 1/2 (спин равен 1/2).

К более редким видам радиоактивного распада относятся процессы испускания ядрами двух электронов, одного или двух протонов, а также кластеров – лёгких ядер от 12C до 32S. Во всех видах радиоактивности (кроме ?-распада) изменяется состав ядра – число протонов Z, массовое число Aили и то и другое одновременно.

Спин, магнитный и электрический моменты ядер