VẬT LÝ HẠT NHÂN HIỆN ĐẠI (phần 1)

Vật lý hạt nhân (VLHN), một trong những chuyên ngành cơ sở và truyền thống nhất của vật lý hiện đại, là một môn học chính được dạy ngay từ năm học thứ hai hoặc thứ ba cho sinh viên khoa vật lý của phần lớn các trường đại học tổng hợp, đại học bách khoa... trên thế giới. Khác với nhiều chuyên ngành khoa học, VLHN có một vai trò rất đặc biệt trong lịch sử nhân loại nhờ những ứng dụng của VLHN trong xây dựng và phát triển công nghệ điện hạt nhân (cũng như công nghệ vũ khí hạt nhân của một số cường quốc lớn). Từ cuối thế kỷ 20 cho đến nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ kỹ thuật hạt nhân trong nhiều lĩnh vực khác nhau của y tế, công nghiệp, nông nghiệp... việc giảng dạy VLHN đã được lan rộng sang nhiều cơ sở đào tạo của không ít các đại học y, công nghiệp, nông nghiệp... trên thế giới.

Viện lượng nguyên tử Việt Nam Đào Tiến Khoa vật lý hạt nhân đại Phần I: Cấu trúc hạt nhân Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội - 2010 Tủ sách chuyên khảo giáo trình đào tạo Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam vật lý hạt nhân đại Phần I: Cấu trúc hạt nhân Tác giả: PGS TS Đào Tiến Khoa Chịu trách nhiệm xuất bản: TS Phạm Văn Diễn Biên tập: ThS Nguyễn Huy Tiến Trình bày bìa: Xuân Dũng Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 70 Trần Hưng Đạo - Hà Nội In 300 cuốn, khổ 19 x 27 cm Xưởng in NXB Văn hóa Dân tộc Số ĐKKHXB: 215-2010/CXB/18-17/KHKT, cấp ngày 5/3/2010 Quyết định xuất số: 65/QĐXB - NXBKHKT - 5/5/2010 In xong nộp lưu chiểu Quý II/2010 Lời nói đầu Vật lý hạt nhân (VLHN), chuyên ngành sở truyền thống vật lý đại, môn học dạy từ năm học thứ hai thứ ba cho sinh viên khoa vật lý phần lớn trường đại học tổng hợp, đại học bách khoa giới Khác với nhiều chuyên ngành khoa học, VLHN có vai trò đặc biệt lịch sử nhân loại nhờ ứng dụng VLHN xây dựng phát triển công nghệ điện hạt nhân (cũng công nghệ vũ khí hạt nhân số cường quốc lớn) Từ cuối kỷ 20 nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ kỹ thuật hạt nhân nhiều lĩnh vực khác y tế, công nghiệp, nông nghiệp việc giảng dạy VLHN lan rộng sang nhiều sở đào tạo không đại học y, công nghiệp, nông nghiệp giới Tại Việt Nam, VLHN môn dạy truyền thống khoa vật lý trường đại học lớn từ vài thập kỷ Tuy nhiên, lý khách quan chủ quan khác nhau, thiếu sách giáo trình sách chuyên khảo chuẩn cho đào tạo đại học sau đại học nghiên cứu lĩnh vực VLHN Là nhà khoa học với gần 30 năm công tác nghiên cứu đào tạo lĩnh vực VLHN, tác giả viết sách dựa kiến thức, kinh nghiệm thân với mong muốn đóng góp đồng nghiệp xây dựng tủ sách chuẩn VLHN đại cho đọc giả Việt, đặc biệt cho sinh viên khoa vật lý trường đại học nhà nghiên cứu trẻ lĩnh vực khác khoa học hạt nhân Việt Nam Sách xuất phần thứ sách VLHN đại giới thiệu với bạn đọc cách hệ thống kiến thức tối thiểu cấu trúc hạt nhân, lĩnh vực thiết yếu VLHN Những hiểu biết cấu trúc hạt nhân sở cần thiết giúp ta nắm chất vật lý trình phản ứng, phân rã tương tác hạt nhân Phần thứ hai sách tác giả giới thiệu với bạn đọc, phong cách trình bày tương tự, kiến thức hạt nhân phản ứng mà bạn đọc hiểu cách hệ thống sau làm quen với nội dung phần thứ Với nhu cầu hội nhập quốc tế ngày cao, tiếng Anh trở thành công cụ thiếu công tác giảng dạy nghiên cứu lĩnh vực Để góp phần giúp bạn đọc việc sử dụng nguồn tài liệu tham khảo quốc tế lĩnh vực VLHN, tác giả cố gắng giới thiệu tên nguyên tố, đồng vị hạt nhân tiếng Anh từ dùng tương đương tiếng Anh đa số chuyên từ thường gặp VLHN (ở ngoặc đơn sau đó) Ngoài ra, đôi dòng giới thiệu ngắn gọn nhà VLHN quốc tế nhắc đến sách đưa vào nội dung sách để giúp bạn đọc biết qua lịch sử VLHN có lòng tôn kính cần thiết tên tuổi lớn Mặc dù VLHN khó dạy hiểu chưa có kiến thức điện động lực học, vật lý nguyên tử học lượng tử, chương sách viết ngôn ngữ đơn giản để giới thiệu ngắn gọn xúc tích tính chất vật lý đặc trưng hạt nhân mà hiểu bạn đọc học qua kiến thức sở vật lý đại cương Do đó, chương dùng để học tham khảo giáo trình VLHN đại cương trường đại học Trong nguồn sách tham khảo quốc tế có nhiều giáo trình hay dùng với sách học tập giảng dạy VLHN đại cương Tác giả chọn lọc giới thiệu với bạn đọc số tên sách cụ thể [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11] phần tài liệu tham khảo Đặc biệt, nguồn giáo trình tiếng Việt mà tham khảo bổ sung cho số nội dung chương giáo trình VLHN tác giả Ngô Quang Huy [12] Do tương tác vật lý bao trùm VLHN tương tác mạnh, với chất vật lý khác với tương tác điện từ đặc trưng cho vật lý nguyên tử vật lý chất rắn, toàn chương dành để giới thiệu tính chất tương tác mạnh nucleon, hạt thành phần cấu trúc lên hạt nhân Bản chất vật lý tương tác hai nucleon hiểu sở kiến thức tối thiểu đối xứng vật lý vi mô nên bạn đọc cần tham khảo thêm phần phụ lục 4.1 chương đọc chương Ngoài ra, cấu trúc deuteron toán tán xạ hai nucleon giới thiệu chương để minh họa cụ thể tương tác nucleon-nucleon Chương nội dung sách giới thiệu ngắn gọn, xúc tích đầy đủ, kiến thức cấu trúc hạt nhân Do cấu trúc hạt nhân lĩnh vực nghiên cứu chủ yếu VLHN bản, tác giả cố gắng cập nhật bạn đọc với số nội dung cấu trúc hạt nhân, đặc biệt hiệu ứng cấu trúc xuất hạt nhân không bền với thời gian sống ngắn mà bàn đến giáo trình truyền thống VLHN kể Nội dung chương tác giả xây dựng dựa giảng cho sinh viên cao học chuyên ngành VLHN Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN Hà Nội năm vừa qua (2003-2008) bố cục theo thứ tự truyền thống đa số sách chuyên khảo quốc tế cấu trúc hạt nhân [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25] Tác giả cố gắng giới thiệu theo phong cách riêng mẫu cấu trúc hạt nhân, với công thức toán học đưa vào theo logic trình bày chất vật lý mẫu cấu trúc khác (đôi có hướng dẫn chứng minh ngắn gọn) Tuy nhiên, công thức chi tiết rườm rà khó hiểu bỏ qua để bạn đọc theo rõi nội dung trường hợp mà không bị bối rối dạng tường minh công thức toán phức tạp Ngoài ra, với kiến thức tác giả mạnh dạn đưa vào chương số kết nghiên cứu lĩnh vực cấu trúc hạt nhân (kể kết tác giả cộng sự) bạn đọc cảm nhận động lực phát triển mạnh mẽ VLHN đại nhà VLHN trẻ dùng sách để tham khảo công việc nghiên cứu Từ kinh nghiệm đào tạo sau đại học năm qua, tác giả thấy khó khăn sinh viên năm cuối sinh viên cao học trình học tập nghiên cứu cấu trúc hạt nhân thiếu hụt số kiến thức điện động lực học, học lượng tử lý thuyết tương đối Đây bất cập nghiêm trọng làm cho không học viên nắm cấu trúc hạt nhân mức cần thiết, chưa kể có người có quan niệm sai cấu trúc hạt nhân môn lý thuyết khó học Để phần giúp bạn đọc khắc phục khó khăn này, tác giả dành toàn chương để giới thiệu chọn lọc số kiến thức cần tham khảo học lượng tử để hỗ trợ trình học tập nghiên cứu lĩnh vực VLHN Hi vọng với nội dung chương 4, bạn đọc thấy dễ dàng trình học cấu trúc hạt nhân theo sách tài liệu chuyên khảo kể Do hạn chế thời gian, chắn sách có nhiều thiếu sót trình bày nội dung tác giả mong nghe phản hồi từ bạn đọc, đồng nghiệp đông đảo em sinh viên chuyên khoa VLHN để chỉnh sửa bổ sung lần xuất sau Tác giả chân thành cảm ơn GS Bạch Thành Công (Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN Hà Nội) đề nghị động viên viết sách này, GS Nguyễn Văn Giai (Viện VLHN, Trường ĐHTH Paris Sud, CH Pháp) đọc kỹ số chương có góp ý quan trọng Ngoài ra, tác giả cảm ơn Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam khuyến khích hỗ trợ việc xuất sách Đào Tiến Khoa Giới thiệu Trải qua 70 năm phát triển, VLHN ứng dụng có đóng góp to lớn vào phát triển kinh tế - xã hội nhiều quốc gia giới Tại Việt Nam từ đầu năm 60 kỷ trước VLHN giảng dạy Trường đại học Tổng hợp Hà Nội nghiên cứu, ứng dụng vào y tế địa chất với nhiều kết bước đầu đáng khích lệ Trong nửa kỷ qua, việc dạy học VLHN thực số trường đại học nước Nhiều sinh viên sau tốt nghiệp có đóng góp đáng kể cho phát triển ngành hạt nhân số lĩnh vực kinh tế quốc dân Tuy nhiên chưa có sách giáo khoa VLHN tiếng Việt theo nghĩa Chương trình đào tạo VLHN trường đại học nhiều bất cập tình trạng không ổn định Sự đầu tư Nhà nước vào lĩnh vực đào tạo quan trọng khiêm tốn Chính mà nguồn nhân lực hạt nhân nước ta hạn chế số lượng lẫn chất lượng Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển điện hạt nhân ứng dụng khác VLHN, nhiều trường đại học chuẩn bị đào tạo cách tích cực nguồn nhân lực cho khoa học công nghệ hạt nhân Một nhân tố quan trọng đảm bảo chất lượng đào tạo sớm xuất sách giáo khoa chuẩn VLHN Công nghệ hạt nhân, viết chuyên gia hàng đầu Việt Nam lĩnh vực Cơ sở kiến thức VLHN đại hình thành xây dựng sở hai lĩnh vực trụ cột, gắn bó hữu với nhau, cấu trúc hạt nhân phản ứng hạt nhân Nếu đa số số liệu cấu trúc hạt nhân ghi đo phản ứng hạt nhân khác ngược lại, tương tác động học hạt nhân phản ứng hạt nhân hiểu sở kiến thức cấu trúc hạt nhân liên quan Mỗi cán ngành khoa học công nghệ hạt nhân, dù cương vị nào, cần trang bị kiến thức tối thiểu cấu trúc phản ứng hạt nhân kiến thức sở giúp họ hiểu chất vật lý tượng hạt nhân nắm phương pháp kỹ thuật giải vấn đề thường gặp Trên tinh thần xin trân trọng giới thiệu phần I sách VLHN đại PGS.TS Đào Tiến Khoa, trình bày kiến thức sở thiết yếu cấu trúc hạt nhân Đây kết đúc kết từ nhiều năm giảng dạy chuyên đề cấu trúc hạt nhân cho sinh viên cao học chuyên ngành VLHN trình hướng dẫn học viên cao học nghiên cứu sinh chuyên ngành PGS.TS Đào Tiến Khoa Cuốn sách trình bày phong cách sư phạm nhẹ nhàng hệ thống kiến thức kinh điển cấu trúc hạt nhân đồng thời có đề cập chọn lọc đến số vấn đề VLHN đại Cuốn sách dùng làm tài liệu học tập, tham khảo chuyên khảo cho sinh viên khoa vật lý, học viên cao học, nghiên cứu sinh cán nghiên cứu chuyên ngành VLHN công nghệ hạt nhân trường đại học viện nghiên cứu Việt Nam GS.TSKH Trần Hữu Phát Chủ tịch Hội đồng Khoa học, Công nghệ Đào tạo Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam Mục lục Mở đầu 13 Các tính chất đặc trưng hạt nhân 18 1.1 Các đơn vị đo lường đặc trưng vật lý hạt nhân 19 1.2 Khối lượng lượng liên kết hạt nhân 20 1.3 Kích thước, hình dạng mật độ hạt nhân 25 1.3.1 Kích thước hình dạng hạt nhân 25 1.3.2 Tán xạ electron mật độ hạt nhân 29 1.4 1.5 Độ chẵn lẻ, spin, spin đồng vị moment điện từ 31 31 1.4.1 Độ chẵn lẻ spin hạt nhân 1.4.2 Spin đồng vị nucleon hạt nhân 1.4.3 Moment điện từ hạt nhân 34 37 Độ bền hạt nhân trình phân rã phóng xạ 42 1.5.1 Phân rã 47 1.5.2 Phân rã 53 1.5.3 Phân rã 59 1.6 1.5.4 Phân rã proton, phân rã neutron phân hạch tự phát 66 1.5.5 Tác động sinh học xạ hạt nhân 70 Thông tin phổ cập kiến thức internet 76 Tương tác mạnh nucleon 77 2.1 Các tính chất tương tác nucleon-nucleon 78 2.2 Các đối xứng vật lý tương tác NN 79 2.2.1 Bất biến tịnh tiến 80 2.2.2 Bất biến Galilei 80 2.2.3 Bất biến quay 80 2.2.4 Bất biến chẵn lẻ 81 2.2.5 Dạng hàm tổng quát tương tác NN 82 2.3 Mẫu tương tác NN Yukawa 83 2.4 Phản ứng tán xạ nucleon-nucleon cấu trúc deuteron 87 2.4.1 Tán xạ nucleon-nucleon 87 2.4.2 Cấu trúc deuteron 91 Cấu trúc hạt nhân 3.1 95 Các mẫu cấu trúc hạt nhân vi mô 97 97 3.1.1 Mẫu khí Fermi 3.1.2 Mẫu đơn hạt độc lập sở mẫu vỏ hạt nhân 100 3.1.3 Phương pháp Hartree-Fock trường trung bình hạt nhân 10 111 4.5 Lời kết Những hiểu biết cấu trúc hạt nhân hoàn toàn không bó gọn kiến thức trình bày mà ngược lại kiến thức sở giúp hiểu nắm sơ nét cấu trúc hạt nhân, nội dung thiết yếu VLHN đại Tác giả hi vọng sách bạn đồng hành nhà VLHN trẻ đất nước học tập công việc nghiên cứu khoa học 222 Tài liệu tham khảo [1] W E Burcham, Nuclei Physics - An Introduction (Longmans Green and Co Ltd., 1963) [2] E Segre, Nuclei and Particles: An Introduction to Nuclear and Subnu- clear Physics (W A Benjamin, Inc., 1964) [3] G R Satchler, Introduction to Nuclear Reactions (Macmillan Education Ltd., 1990) [4] W S C Williams, Nuclear and Particle Physics (Oxford University Press, 1992) [5] W N Cottingham, D A Greenwood, Physics An Introduction to Nuclear (Cambridge University Press, 2001) [6] J Lilley, Nuclear Physics, Principles and Application (John Wiley & Sons Ltd., 2002) [7] C Bishop, Advanced Physics Readers - Particle Physics (John Murray, London, 2002) [8] P E Hodgson, E Gadioli, E Gadioli Erba, (Oxford University Press, 2003) 223 Introductory Nuclear Physics [9] B Povh, K Rith, C Scholz, F Zetsche, troduction to the Physical Concepts Particles and Nuclei, An In- (Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2004) [10] J Magill, J Galy, Radioactivity, Radionuclides, Radiation (Springer- Verlag, Berlin Heidelberg 2005) [11] F Yang, J H Hamilton, Modern Atomic and Nuclear Physics (World Scientific Publishing Co Ltd., 2010) [12] Ngô Quang Huy, Vật lý hạt nhân (Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2003) [13] J M Blatt, V F Weisskopf, Theoretical Nuclear Physics (John Wiley, New York, 1952) [14] M G Mayer, J H D Jensen, ture Elementary Theory of Nuclear Shell Struc- (John Wiley, New York, 1955) [15] M A Preston, [16] G E Brown, Physics of the Nucleus (Addison-Wesley Inc., 1962) Unified Theory of Nuclear Models (North-Holland Pub Company, 1964) [17] A Bohr, B R Mottelson, Nuclear Structure, Vol I (W A Benjamin Inc., 1969) [18] A de Shalit, H Feshbach, Structure, Theoretical Nuclear Physics, Vol I: Nuclear (John Wiley & Sons Ltd., 1974) [19] A Bohr, B R Mottelson, Nuclear Structure, Vol II (W A Benjamin Inc., 1975) [20] V G Soloviev, Theory of Complex Nuclei 1976) 224 (Oxford, Pergamon Press, [21] P Ring, P Schuck, The Nuclear Many-body Problem (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1980) [22] I Talmi, Simple Models of Complex Nuclei (Harwood Academic Pub- lishers, 1993) [23] W Greiner, J A Maruhn, Nuclear Models (Springer-Verlag Berlin Hei- delberg, 1996) [24] R F Casten, Nuclear Structure from a Simple Perspective (Oxford Uni- versity Press, 2000) [25] N D Cook, Models of the Atomic Nucleus (Springer-Verlag Berlin Hei- delberg, 2006) [26] Sirius Science Booklet, http://www.ph.surrey.ac.uk/npg/sirius [27] Nuclear Physics: The Core of Matter, The Fuel of Stars (National Academy Press, Washington D.C., 1999) [28] Science Photo Library, http://www.sciencephoto.com/ [29] P Chomaz, Comptes Rendus Physique [30] G C Lowenthal, P L Airey, Nuclear Radiation [31] J D Jackson, (2003) 419 Practical Applications of Radioactivity and (Cambridge University Press, 2001) Classical Electrodynamics, 2nd edition (John Wiley & Sons Ltd., 1975) [32] R.B Firestone, V.S Shirley, S.Y.F Chu, C.M Baglin, J Zipkin, Isotopes, Table of 8th edition (John Wiley & Sons Ltd., 1996) [33] http://www.atomicarchive.com/sciencemenu.shtml [34] R Machleidt, I Slaus, J Phys G: Nucl Part Phys 225 27 (2001) R69 [35] H Nakada, Physical Review C 78 (2008) 054301 [36] T Otsuka, M Honma, T Mitzusaki, N, Shimizu, Y Utsuno, Progress in Particle and Nuclear Physics 47 (2001) 319 [37] B A Brown, Progress in Particle and Nuclear Physics 47 [38] D T Khoa, E Khan, G Colo, N V Giai, Nucl Phys A [39] N D Chien, D T Khoa, Phys Rev C 79 (2001) 517 706 (2002) 61 (2009) 034314 [40] D C Cuong, D T Khoa, G Colo, Nuclear Physics A 836 (2010) 11 [41] D T Khoa, V V Voronov, V Yu Ponomarev, Bull Acad Sciences USSR, Phys Ser., 48 (1984) 1846 [42] H A Weidenmueller, G E Mitchell, Review of Modern Physics 81 (2009) 539 [43] M N Harakeh, A van der Woude, Giant Resonances - Fundamental High-Frequency Modes of Nuclear Excitation (Oxford University Press, 2001) [44] D T Khoa, G R Satchler, Nuclear Physics A 668 (2000) [45] H S Than, D T Khoa, N V Giai, Physical Review C 80 [46] P Danielewicz, R Lacey, W G Lynch, Science (2002) 1592 298 (2009) 064312 [47] D T Khoa, W von Oertzen, H G Bohlen, S Ohkubo, Journal of Physics G 34 (2007) R111 [48] D T Khoa, G R Satchler, W von Oertzen, Physical Review C 56 (1997) 954 [49] D M Brink, G R Satchler, Angular Momentum Press, 1993) 226 (Oxford University [50] D A Varshalovich, A N Moskalev, V K Khersonskii, ory of Angular Momentum Quantum The- (World Scientific Publishing Co Ltd., 1988) [51] P M Endt, Atomic Data and Nuclear Datat Tables 227 55 (1993) 171 Phụ lục minh họa màu Ex ~ 10 eV Ex ~ 10 MeV Ex ~ GeV Hình 4.6: Phiên màu hình 228 Hình 4.7: Phiên màu hình 229 Hình 4.8: Phiên màu hình 1.4 230 Proton drip-line Super Heavies N=Z Sn isotopes Ni isotopes Neutron drip-line N=28 Isotones Hình 4.9: Phiên màu hình 1.9 231 Hình 4.10: Phiên màu hình 1.11 232 Hình 4.11: Phiên màu hình 1.24 233 Hình 4.12: Phiên màu hình 2.3 S=1/2+, T=1/2 S=1/2+, T=1/2 S=3/2+, T=3/2 u u u u d Proton d u d Neutron Hình 4.13: Phiên màu hình 3.36 234 Delta u Hình 4.14: Phiên màu hình 3.32 235 Pure neutron matter 10 10 -3 P (MeV fm ) Exp flow data 10 Symmetric nuclear matter 10 CDM3Y6 CDM3Y4 CDM3Y3 M3Y-P3 M3Y-P4 M3Y-P5 D1N D1S SLy4 10 10 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 -3 (fm ) Hình 4.15: Phiên màu hình 3.34 236 0.7 0.8 [...]... bình hạt nhân 153 3.3.2 Các trạng thái quay tập thể của hạt nhân 159 3.3.3 Cấu trúc hạt nhân trong trạng thái dao động - quay 165 Các trạng thái cộng hưởng khổng lồ hạt nhân 169 3.4.1 IVGDR và quy tắc tổng 169 3.4.2 Các dạng kích thích dao động hạt nhân 3.4.3 Mật độ chuyển dịch hạt nhân 175 Các tính chất cơ bản của vật chất hạt nhân. .. mật độ hạt nhân Kích thước và hình dạng hạt nhân Ta có thể thấy trên hình 1 rằng trong giới hạn kích thước độ dài đặc trưng cho VLHN (1 bán kính 10 fm) hạt nhân nguyên tử có kích thước hữu hạn thể hiện qua R của hạt nhân Do đó, hình dạng phổ biến thường được dùng để mô tả hạt nhân trong các chương trình vật lý trung học phổ thông là một (sphere) với bán kính R Trên thực tế, hình dạng của hạt nhân phức... đặc trưng cho cấu trúc của hạt nhân trong từng trạng thái vật lý của nó Đây là hai đại lượng vật lý luôn được tương tác mạnh bảo toàn trong các quá trình biến đổi hạt nhân gây bởi Luôn nhớ rằng spin hạt nhân có thứ nguyên của moment góc lượng tử, nghĩa là J phải được tính đến như và cấu trúc hạt nhân 33 J trong các tính toán động học 1.4.2 Spin đồng vị của nucleon và hạt nhân Như đã thảo luận ở trên,... tòi xây dựng những mô hình vật lý hay còn gọi ngắn là các mẫu (model) để mô tả cấu trúc hạt nhân Mẫu giọt lỏng (liquid drop model) là một trong những mẫu cấu trúc hạt nhân đầu tiên được Weizsacker đề xuất từ năm 1935 để mô tả năng lượng liên kết hạt nhân B một cách thống nhất cho tất cả các nguyên tố trong bản tuần hoàn Theo mẫu này, hạt nhân được coi như một giọt chất hạt nhân cứng (incompressible)... của hạt nhân thường không có ảnh hưởng gì đến các tính chất vật lý của nguyên tử và ngược lại cấu trúc và các tính chất vật lý của hạt nhân được xác định bởi tương tác mạnh giữa các nucleon và không chịu ảnh hưởng đáng kể gì từ sự hiện diện của các lớp electron trong nguyên tử Tuy nhiên, đa số các phương pháp đo bức xạ hạt nhân dùng trong nghiên cứu VLHN thực nghiệm hay trong các ứng dụng kỹ thuật hạt. .. dạng và kích thước của hai hạt nhân bền 48 20 Ca và 82 Pb Minh họa theo tài liệu [26] 11 minh họa hình dạng và kích thước của hạt nhân halo 3 Li so với kích thước 48 208 của các hạt nhân bền canxi (calcium) 20 Ca và chì (lead) 82 Pb trên hình 1.4) Vì hạt nhân không bền có thời gian sống rất ngắn, sự hiểu biết của chúng ta về cấu trúc và các đặc trưng vật lý của nhiều hạt nhân không bền còn hạn chế... từ Độ chẵn lẻ và spin hạt nhân Mỗi một trạng thái vật lý của hạt nhân, từ trạng thái cơ bản cho đến các trạng thái kích thích (excited states) khác nhau, đều được đặc trưng bởi một lẻ độ chẵn (parity) và spin hạt nhân xác định Đây là hai số lượng tử quan trọng đặc trưng cho hàm sóng hạt nhân và vì thế hàm sóng này thường được ký hiệu như J |J , (1.15) J = |J | là spin hạt nhân Độ chẵn lẻ được gắn... được xét gần đúng như là hai trạng thái lượng tử của một hạt nucleon (xem chương 1.4.2) Khi đó, số các nucleon trong một hạt nhân chính là số khối của hạt nhân nguyên tử, A = Z + N 1.1 Các đơn vị đo lường đặc trưng trong vật lý hạt nhân Với kích thước (2 7 ì 1015 m) và khối lượng ( 1027 kg) rất nhỏ của hạt nhân nguyên tử so với các đối tượng vật chất vĩ mô, đơn vị độ dài thường dùng trong VLHN là femtometer... khác tương tự đồng 2T + 1 (multiplet) trong không gian tọa như nhau và cấu trúc vật lý rất gần nhau Hai 7 thí dụ điển hình được trình bày trên hình 1.7 Hạt nhân bền liti 3 Li và hạt nhân 7 không bền beryli 4 Be được biết đến như một cặp hạt nhân gương (có cùng số khối A = 7 và số proton của hạt nhân này bằng số neutron của hạt nhân kia và 7 ngược lại) Trong khuôn khổ đối xứng độc lập điện tích Li (Tz (Tz... điện Coulomb giữa hai hạt nhân mang điện, với thứ nguyên = [năng lượng các tính toán VLHN như sau: 1.2 ì độ dài], thường được dùng trong e2 /(40 ) = e2 1.44 MeV fm Khối lượng và năng lượng liên kết hạt nhân Một trong những đại lượng đặc trưng cơ bản nhất của hạt nhân nguyên tử là năng lượng liên kết mà có thể xác định được từ khối lượng của hạt nhân Trong 20 bốn dạng tương tác vật lý cơ bản của thiên ... trúc hạt nhân phản ứng hạt nhân Nếu đa số số liệu cấu trúc hạt nhân ghi đo phản ứng hạt nhân khác ngược lại, tương tác động học hạt nhân phản ứng hạt nhân hiểu sở kiến thức cấu trúc hạt nhân. .. cấu trúc vật lý gần Hai thí dụ điển hình trình bày hình 1.7 Hạt nhân bền liti Li hạt nhân không bền beryli Be biết đến cặp hạt nhân gương (có số khối A = số proton hạt nhân số neutron hạt nhân ngược... trị xác định theo gj = gl j(j + 1) + l(l + 1) s(s + 1) j(j + 1) l(l + 1) + s(s + 1) + gs 2j(j + 1) 2j(j + 1) (1.33) Trong thực nghiệm, moment từ hạt nhân đo hạt nhân nằm từ trường với vector