原子核物理學

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原子核物理學

英文名稱：nuclear physics，屬於物理學分支。研究原子核的結構和變化規律，獲得射線束並將其用於探測、分析的技術，以及研究同核能、核技術應用有關的物理問題。簡稱核物理。如果說光的色散性揭示了引斥力與距離的平方成反的原因，那麼光的疊加干涉也就是所謂的量子糾纏就揭示了電荷的引斥力和原子核力的產生原因。

起源

1896年，A.-H.貝可勒爾發現天然放射性，人類首次觀測到核變化，通常將它作為核物理學的開端。此後的40多年，主要從事放射性衰變規律和射線性質的研究，並用射線對原子核作初步探討；還創建了一系列探測方法和測量儀器，一些基本設備如各種計數器、電離室等沿用至今。探測、記錄射線並測定其性質，一直是核物理研究和核技術應用的一個中心環節。

原理

放射性衰變的研究證明了一種元素可以通過α衰變或β衰變而變成另一種元素，推翻了元素不可改變的觀點；還確立了衰變規律的統計性。統計性是微觀世界物質運動的一個根本性質，同經典力學和電磁學所研究的宏觀世界物質運動有原則上的區別。衰變中發射的能量很大的射線，特別是α射線，為探索原子結構提供了前所未有的武器。1911年，E.盧瑟福等用α射線轟擊各種原子，從射線偏折的分析確立了原子的核式結構，並提出原子結構的行星模型，為原子物理學奠定基礎；還首次提出原子核這個詞，不久便初步弄清了原子的殼層結構和其電子的運動規律，建立和發展了闡明微觀世界物質運動規律的量子力學。

發展

1919年，盧瑟福等人發現用α射線轟擊氮核時釋放出質子，首次實現人工核反應。此後用射線引起核反應的方法逐漸成為研究原子核的主要手段。初期取得的重大成果是1932年中子的發現和1934年人工放射性核素的製備。原子核是由中子和質子組成的。中子的發現不僅為核結構的研究提供必要的前提，還因為它不帶電荷，不受核電荷的排斥，容易進入原子核而引起中子核反應，成為研究原子核的重要手段。30年代中，人們還從對宇宙線的觀測發現正電子和「介子」(後稱μ子)，這些發現是粒子物理學的先河。

20年代後期，開始探討加速帶電粒子的原理。30年代初，靜電、直線和迴旋等類型的粒子加速器已具雛形，在高壓倍加器上實現初步核反應。利用加速器可以獲得束流更強、能量更高和種類更多的射線束，大大擴展了核反應的研究，使加速器逐漸成為研究原子核、應用核技術的必要設備。

在核物理的最初階段已注意它的應用，特別是核射線治療疾病例如腫瘤的作用。這是它當時受社會重視的重要原因。