Magfizika

A magfizika a fizika részterülete, amely az atommag felépítésével és viselkedésével foglalkozik.

A következő témakörök tartoznak ide:

• erős kölcsönhatás
• radioaktivitás
• Atommag modellek
  • cseppmodell
  • héjmodell
  • kölcsönhatóbozon-modell
• maghasadás (fisszió)
• magfúzió
• magreakciók

Alkalmazásai

• magmágneses rezonancia
• Mössbauer-effektus
• nukleáris orvoslás
• atomerőművek
• nukleáris fegyverek

Feladata az atommagok kölcsönhatásainak, az atommag-reakcióknak a vizsgálata is. A tipikus nagyságrendek az atommag-reakciók területén:

• Hossz: 1 Fermi = 1 femtométer = 1 fm = 10⁻¹⁵ m
• Energia: 100 keV-tól 100 MeV-ig

A magreakciók leírásának fontos fogalma a hatáskeresztmetszet, mely a reakció létrejöttének valószínűségét jellemzi, hasonlóan ahhoz, ahogy egy nagyobb céltáblát nagyobb valószínűséggel találok el.

A magfizika története

• 1896: Becquerel felfedezte a radioaktivitást (uránszurok érc)
• 1897: J. J. Thomson felfedezte az elektront
• 1904: J. J. Thomson megalkotta az első atommodellt (mazsolás puding modell: 10^-10 m méretű pozitív gömbök és köztük elszórva azonos számú elektronok)
• 1896–1904: Pierre Curie és Marie Curie kimutatták az alfa-, a béta-, és a gamma sugárzást mágneses eltérülés alapján
• 1911 : Ernest Rutherford szórási kísérletéből következtetett az atommag sugarára (mérési eredménye: 10^-15 m) és az elektronfelhő sugarára (mérési eredménye: 10^-10 m)
• 1912: Bohr-féle atommodell: 10^-15 m méretű atommag körül keringenek kötött pályákon az elektronok. A pályák energetikailag stabilak, ezért az elektronok keringésük közben nem adnak le energiát.
• 1919: Aston feltalálta a tömegspektrográfot, aminek segítségével meg tudta mérni az atommag tömegét.
• 1919: Rutherford felfedezte a protont (alfa sugarakkal bombázta a nitrogén atommagot). Atommagmodell: az atommagot protonok alkotják. Az elektronok a mag körül keringenek.
• 1930: Boethe-Becker könnyű elemeket alfa sugárzással bombáztak, nagy áthatoló képességű sugárzás felfedezése
• 1932: Joliot Curie: nagy áthatoló képességű sugárzással magátalakulást hozott létre
• 1932: Chadwick felfedezte semleges töltésű neutront
• 1932: Heisenberg-féle atommag-modell: a 10^-15 m sugarú atommagban protonok és neutronok találhatóak, az atommag körül 10^-10 m sugarú gömbben elektronok keringenek
• 1939: Otto Hahn, Fritz Strassmann: maghasadás felfedezése
• 1942: Enrico Fermi és társai megalkotják Chicagóban az első atomreaktort

Lásd még

• A mikrofizika története évszámokban

További információk

• A Magyar Nukleáris Társaság honlapja
• Az ATOMKI honlapja (ATOMKI = Atommagkutató Intézet, Debrecen)