Просмотр кода страницы Кулоновский барьер

'''Куло́новский барье́р''' — [[потенциальный барьер]], который необходимо преодолеть [[Атомное ядро|атомным ядрам]] (которые [[электрический заряд|заряжены]] положительно) для того, чтобы сблизиться друг с другом для возникновения притяжения, вызванного короткодействующим [[Сильное взаимодействие|сильным взаимодействием]] [[нуклон]]ов ([[Сильное взаимодействие|ядерными силами]])<ref name=femto>{{Книга:Физическая энциклопедия|2 | автор = Маркушин В. Е.| статья = Кулоновский барьер ядра | ссылка = http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1867.html }}</ref>. Кулоновский барьер есть следствие того, что, согласно [[закон Кулона|закону Кулона]], одноимённо заряженные тела отталкиваются. На малых расстояниях (порядка 1 [[фемтометр|фм]]) ядерные силы между двумя протонами сильнее кулоновских сил, расталкивающих одноимённо заряженные частицы; однако ядерные силы убывают с ростом расстояния значительно быстрее кулоновских сил. В результате зависимость суммарного потенциала взаимодействия ядер от расстояния имеет максимум (вершину кулоновского барьера) на некотором расстоянии.

[[Файл:Сила взаимодействия двух протонов или двух легких ядер как функция расстояния между ними..png|right|350px|мини|Сила взаимодействия двух протонов или двух легких ядер как функция расстояния между ними.]]

Кулоновский барьер препятствует ходу [[термоядерная реакция|термоядерной реакции]] в плазме. Дело в том, что даже при [[температура]]х в несколько тысяч [[кельвин]]ов (когда [[вещество]] уже переходит в состояние [[плазма (агрегатное состояние)|плазмы]]), кинетической энергии [[атомное ядро|ядер]] всё ещё недостаточно для их сближения на расстояние, при котором [[ядерные силы]] притяжения станут больше сил кулоновского отталкивания. Только при температурах порядка миллионов кельвинов вероятность преодолеть кулоновский барьер за счёт [[Квантовое туннелирование|туннелирования]] становится заметной, и начинает идти самоподдерживающаяся термоядерная реакция. Именно такие условия реализуются в центре [[звезда|звёзд]], в частности, внутри [[Солнце|Солнца]].

Кулоновским барьером называют также потенциальный барьер, который должна преодолеть [[альфа-частица]] для вылета из ядра при [[альфа-распад]]е. Логически этот термин не совсем правилен, поскольку кулоновское взаимодействие отталкивает альфа-частицу от ядра (тем самым способствуя её вылету), тогда как ''притяжение'' альфа-частицы к ядру обусловлено [[ядерные силы|ядерными силами]]; потенциальный барьер, препятствующий альфа-распаду, создаётся именно ядерными силами. Кулоновский барьер (вместе с менее значимым [[Центробежный барьер|центробежным барьером]]) при альфа-распаде преодолевается благодаря туннелированию. Вероятность туннелирования сильно (экспоненциально) зависит от высоты и ширины преодолеваемого барьера, поэтому период полураспада альфа-активных ядер быстро растёт с уменьшением энергии распада: ядра с энергией распада около {{nobr|8 МэВ}} распадаются за микросекунды (например, <sup>214</sup>Po), тогда как альфа-распад с энергией около {{nobr|2 МэВ}} происходит в среднем за время, значительно превышающее возраст Вселенной (например, <sup>180</sup>W).

Величина кулоновского барьера определяется формулой

: <math>B_{k}=\frac{kZze^{2}}{R}\,,</math>

где ''k'' обозначен коэффициент, зависящий от системы единиц измерения,<math>\ Z</math>, <math>\ z</math> — [[Атомный номер|атомные номера]] налетающей (вылетающей) частицы и ядра соответственно, <math>\ R</math> — эффективный радиус ядра (расстояние, на котором сильное взаимодействие начинает преобладать над кулоновским), <math>\ e</math> — [[Электрический заряд|заряд]] [[электрон]]а<ref name=femto />.


<!-- Учитывая, что <math>r=r_{0}A^{1/3}\cong 1,3</math> и <math>e^{2}\cong 1,4\cdot </math>,формулу можно переписать в виде <math>B_{k}=\frac{Zz}{A^{1/3}}</math> Нужны пояснения!-->

== См. также ==
* [[Центробежный барьер]]

== Примечания ==
{{примечания}}

{{Внешние ссылки}}
{{rq|
{{нет сносок|дата=2009-12-05}}
{{нет источников|дата=2009-12-05}}
}}

[[Категория:Электромагнетизм]]
[[Категория:Ядерная физика]]
[[Категория:Холодный термояд]]
[[Категория:Управляемый термоядерный синтез]]