Как сильное и слабое взаимодействия связаны с ядерным делением и синтезом?

Деление и синтез происходят из-за сильных и слабых взаимодействий, но мне неясно, что за что отвечает.

Ответы (3)

Сильное взаимодействие отвечает как за синтез, так и за деление.

Нуклоны (протоны и нейтроны) состоят из кварков, удерживаемых вместе сильным взаимодействием. Ядерная сила , также известная как остаточная сильная сила, связывает нуклоны друг с другом. Так что он участвует как в синтезе, так и в делении. Электромагнитная сила важна еще и потому, что протоны отталкивают друг друга, тогда как ядерная сила влияет на протоны и нейтроны в равной степени.

Слабое взаимодействие участвует во взаимодействиях, которые изменяют аромат нуклона, когда нейтрон превращается в протон или наоборот. Это важно для стабильности ядра. Грубо говоря, ядро ​​наиболее стабильно при равном количестве протонов и нейтронов (в более тяжелых ядрах необходимо более высокое отношение нейтронов к протонам). Слабое взаимодействие поддерживает этот баланс. Для получения более подробной информации см. Что именно делает слабое взаимодействие?

Слабое взаимодействие не участвует в делении урана или плутония или в их неделительном распаде, который включает испускание альфа-частицы. Но он участвует в распадах, которые испускают бета-частицы, как объяснено на странице, на которую я ссылался выше.

Слияние водорода с гелием в звезде связано со слабым взаимодействием, потому что некоторые протоны должны превратиться в нейтроны. Основная серия термоядерных реакций на Солнце известна как протон-протонная цепочка . Существует также цикл углерод-азот-кислород , который преобладает при более высоких температурах.

FWIW, в моем ответе есть некоторая информация об очень низкой скорости преобразования протона цепи pp в нейтрон: physics.stackexchange.com/a/540199/123208

Синтез и деление - это категории ядерных реакций, которые охватывают широкий спектр реакций.

Сильное взаимодействие отвечает за притяжение нуклонов друг к другу и определяет стабильность ядра. Это делает гелий более стабильным, чем водород, но уран менее стабильным, чем торий. Таким образом, он участвует как в синтезе, так и в делении, которые высвобождают энергию, когда выход более связан, чем вход (или когда выход менее массивен). Сильная сила создает эту связь.

Слабая сила отвечает за изменение вкуса. Это включает в себя превращение протонов в нейтроны и наоборот (с электронами/позитронами/нейтрино, добавленными или удаленными для баланса). Он также участвует как в синтезе, так и в делении всякий раз, когда необходимы изменения вкуса (например, бета-распад или обратный бета-распад).

Примером слабого взаимодействия легко является ядерный синтез в звездах. Соединяются четыре атома водорода, которые представляют собой четыре протона, и должны стать ядром гелия с двумя протонами и двумя нейтронами. Слабое взаимодействие позволяет двум протонам стать двумя нейтронами.

этот ответ можно было бы улучшить, если бы кто-то смог найти хороший пример слабого взаимодействия, используемого при делении ядер.

Тут немного сложнее, кто за что отвечает. Слияние — это процесс, при котором два или более легких атома соединяются в один более крупный. Сильное ядерное взаимодействие отвечает за связывание ядерных компонентов более крупного атома. Однако возможно, что за этим процессом следует радиоактивный бета-распад внутри ядра, который управляется слабым ядерным взаимодействием. Таким образом, возможно, что в синтезе играют роль как сильные, так и слабые ядерные силы.

Деление расщепляет более крупный атом на два или более меньших. Однако существует и естественный процесс радиоактивного распада, который при определенных условиях можно рассматривать как процесс деления. Это регулируется слабым ядерным взаимодействием, но сильно отличается от того, что обычно считается делением как потенциальным крупномасштабным источником энергии.

@PM 2Звонок. Примером может служить спонтанное деление.