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出版者:科学出版社

作者:魏镜龙 宋佩辉

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-08-01

价格:20.0

装帧:

isbn号码:9787030073457

丛书系列:

图书标签:

• 传染病学
• 临床医学
• 诊疗指南
• 医学参考
• 疾病防治
• 内科
• 公共卫生
• 医学教育
• 流行病学
• 微生物学

《现代核物理学原理与前沿应用》 书籍简介 本书旨在系统、深入地阐述现代核物理学的基本原理、核心概念及其在当代科学与工程领域的前沿应用。内容涵盖了从原子核的微观结构到宏观核反应的完整知识体系，力求为物理学、工程技术及相关交叉学科的研究人员、高年级本科生和研究生提供一部全面、权威且具有前瞻性的参考读物。 第一部分：原子核结构与相互作用的基础 第一章：原子核的基本性质与模型 本章首先回顾了核物理学的历史沿革，明确了研究原子核的必要性与挑战。随后，详细讨论了原子核的宏观性质，如电荷分布、质量亏损、结合能、自旋与宇称。重点剖析了描述原子核内部结构的多种理论模型： 液滴模型（Liquid Drop Model, LDM）： 阐述了如何利用半经验质量公式（如Weizsäcker公式）来近似计算原子核的平均性质和稳定性，分析了核裂变的基本机制。 壳层模型（Shell Model）： 深入介绍了核力的短程特性与独立粒子近似。详细推导了单粒子能级，解释了“幻数”现象及其物理意义，阐述了轨道角动量和自旋-轨道耦合项的引入。通过构建核态谱图，解释了低激发态的结构。 集体模型与形变核： 当原子核偏离球形对称时，集体运动（如振动和转动）变得重要。本章引入了阿尔哈贝特模型（如Bohr-Mottelson模型），描述了拖球模型对形变核能级的解释，以及$eta$衰变与$gamma$跃迁的特征。 第二章：核力与强相互作用 核力是原子核稳定的根本原因，本章聚焦于描述这种复杂的多体相互作用。 核力的基本特性： 讨论了核力的短程性、饱和性、电荷无关性（近似）以及自旋和同位旋依赖性。 核力的介子理论描述： 基于汤川势，探讨了单介子交换（如π介子）在核子-核子（NN）散射中的作用。随后，过渡到更精确的描述，引入了有效场论（Chiral Effective Field Theory, $chi$EFT）框架，说明了如何从量子色动力学（QCD）的低能极限导出核力。 核子-核子散射实验： 分析了氘核的束缚态性质，并讨论了低能NN散射中的“舒适点”和共振现象，为理论模型提供实验约束。 第三章：核反应理论 本章系统阐述了粒子轰击原子核时发生的各种反应机制。 反应截面与反应矩阵： 定义了反应截面的物理意义，并引入了费米的黄金定则进行初步计算。 反应机制分类： 详细区分了直接反应（如散射、核反应）和复合核反应（Compound Nucleus Reaction）。对于复合核反应，深入分析了布雷特-维格纳（Breit-Wigner）共振公式，阐述了衰变过程的统计特性。 核反应动力学： 探讨了深度非弹性散射（DIS）以及重离子碰撞中的输运理论方法，为理解高能核物质性质奠定基础。 第二部分：放射性与核衰变 第四章：电磁跃迁与衰变定律 本章专注于原子核的自发辐射过程。 电磁相互作用与多极矩： 阐述了电磁场与原子核激发态的耦合，推导了偶极、四极等电磁多极辐射的概率和截面，包括电辐射（E）和磁辐射（M）。 选择定则： 明确了在核跃迁过程中，总角动量、宇称和同位旋必须遵守的选择定则。 核同质异能素（Isomerism）与激发态寿命： 分析了长寿命激发态（同质异能素）的产生和衰变特性，解释了核跃迁与激发能级的关系。 第五章：弱相互作用与 $eta$ 衰变 弱相互作用是导致核素转化的基本力量。 $eta$ 衰变的分类与实验证据： 详细介绍了 $eta^-$、$eta^+$ 和电子俘获三种基本衰变模式，并回顾了实验中对中微子存在的确认。 费米理论与矩阵元： 基于费米理论，推导了 $eta$ 衰变的半衰期公式，引入了“修正的”和“纯粹的”选择定则，解释了宇称不守恒在弱相互作用中的体现。 法比定理与核结构信息： 运用 $log ft$ 值来分析 $eta$ 跃迁的类型，并从中提取关于母核和子核能级结构的信息。 第六章：粒子发射与核的稳定性边界 本章关注除 $eta$ 衰变之外的其他核衰变方式。 $alpha$ 衰变： 采用量子隧穿理论（Gamow理论），解释了 $alpha$ 粒子发射的能量-半衰期关系（Geiger-Nuttall定律），并讨论了 $alpha$ 粒子跃迁的张量依赖性。 质子和中子发射： 讨论了在特定高激发态核中可能发生的直接质子或中子发射，这与核表面的势垒高度密切相关。 自发裂变： 针对重核，分析了裂变势垒的结构，以及裂变产额的分布特性。 第三部分：核能与应用物理 第七章：核能的产生：裂变与聚变 本章将理论知识应用于实际的能源开发。 核裂变反应堆： 详细分析了链式反应的物理基础，包括有效增殖因子的计算。讨论了热反应堆（轻水堆、重水堆）和快中子增殖反应堆的工作原理，涉及中子慢化、吸收和屏蔽技术。 核燃料循环： 阐述了铀的提纯、浓缩过程，以及乏燃料的后处理技术，包括放射性废物的管理与处置策略。 核聚变研究： 探讨了利用氘和氚进行受控核聚变的前景。详细介绍了托卡马克（Tokamak）装置中的磁约束聚变概念，包括等离子体的加热、约束以及能量平衡的物理要求（劳森判据）。 第八章：核探测与辐射防护 确保安全利用核技术的基础知识。 辐射与物质的相互作用： 分别讨论带电粒子（如 $alpha, eta$）、光子（X射线和 $gamma$ 射线）以及中子穿过物质时发生的能量损失和电离机制。 辐射探测器原理： 重点介绍气体电离探测器（如比例计数器、盖革计数器）、闪烁体探测器（如NaI(Tl)）和半导体探测器的工作原理，以及它们在能谱测量中的应用。 辐射防护与剂量学： 定义了吸收剂量、等效剂量和有效剂量的概念。系统阐述了辐射防护的基本原则（距离、时间、屏蔽），并介绍了辐射场监测与个人剂量管理方法。 第九章：核物理的前沿与交叉领域 本章展望了核物理学未来的发展方向。 超重核的合成与稳定性岛： 探讨了重离子加速器在合成新元素中的作用，分析了“稳定性岛”的理论预测及其对新的核结构模型的检验。 核天体物理学： 阐述了恒星内部的核合成过程，从质子-质子链到CNO循环，以及超新星爆发中重元素的快速（r）和慢速（s）中子俘获过程。 核结构的前沿计算： 介绍先进的计算方法，如密度泛函理论（DFT）和从第一性原理出发的精确计算（如No-Core Shell Model），以期更精确地描述复杂核态。 本书结构严谨，逻辑清晰，图表丰富，旨在提供一个从基础到前沿的全面知识框架，是核物理领域不可或缺的专业参考书。

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坦率地说，我对许多专业书籍都抱持着一定的怀疑态度，总觉得它们在鼓吹某种理论上的完美性，脱离实际操作。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它的论证过程严密得像一台精密的仪器，每一个论点都有确凿的证据支撑，没有任何夸张或故作高深的成分。我特别欣赏作者在面对争议性议题时所展现出的中立和客观，他没有简单地站队，而是全面地分析了各种可能性和局限性。书中穿插的一些历史回顾也很有价值，它让读者明白，今天的许多“标准”和“规范”都是经过了多少次的试错和反复锤炼才形成的。这种对来龙去脉的梳理，极大地增强了知识的深度和可信度。对于寻求真正、可靠信息的读者来说，这本书无疑是一个宝库，我敢保证，这里的每一句话都值得你仔细品味。

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