فیزیک هسته‌ای (به انگلیسی: Nuclear physics) بخشی از علم فیزیک است که به بررسی خواص و ویژگی‌های هسته‌ها (هستهٔ اتم‌ها) می‌پردازد. از جمله این خواص می‌توان به خواص استاتیکی هسته‌ها مانند گشتاورهای مغناطیسی و الکتریکی، انرژی‌های بستگی و همچنین خواص دینامیکی هسته‌ها مانند مدهای واپاشی و خواص رادیو اکتیویتهٔ هسته‌ها اشاره نمود.

این شاخه از علم، پایه بسیاری از علوم جدید از جمله فیزیک ذرات بنیادی و مهندسی هسته‌ای می‌باشد. به‌طور کلی این شاخه از دانش دارای ۳۰۰ زمینه علمی- تحقیقاتی و حدود ۱۵۰ زمینه تولید فناوری‌های کاربردی می‌باشد.

بایستی بین [فیزیک اتمی] و [فیزیک هسته ای]تفاوت قائل شد. فیزیک اتمی به بررسی ساختار اتم می‌پردازد و بیشتر اوقات می‌کوشد تا به آرایش الکترون‌ها پی ببرد و راهبردهای استفاده از الکترون به هر منظور را کشف و استفاده کند؛ ولیکن فیزیک هسته ای بر روی هسته اتم متمرکز است و سعی بر این دارد که از هسته که حاوی نوکلئون ها (پروتون‌ها و نوترون‌ها) و کوارک ها (ذرات کوچکتر درون پروتون‌ها و نوترون‌ها) است انرژی بدست آورد. البته کارهای دیگری نیز مانند تعیین نیمه عمر و… هستند که مخصوص فیزیکدانان هسته ای است. با این همه، اکثریت فیزیک اتمی و هسته ای را یکی می‌شمارند.

 

فهرست مطالب:

فصل اول: مفاهیم پایه

کشف رادیواکتیویته

تاریخچه ساختار اتم

سه نقش فیزیکی هسته ای

دلایل عدم حضور الکترون در هسته

کشف ذرات زیر اتمی

خواص هسته

و…

فصل دوم: خواص هسته ها

پارامترهای هسته ای

خواص استاتیکی

خواص دینامیکی

شعاع هسته

روش های تعیین شعاع هسته

توزیع بار هسته

بررسی تابش پراکنده شده توسط جسم

پراکندگی الاستیک الکترون

نمونه های توزیع بار هسته ای

توزیع ماده هسته ای

نفوذ از سد در واپاشی آلفازا

جرم نوکلئیدها و فراوانی آنها

اندازه گیری جرم هسته ها

طیف سنجی جرمی

اجزای طیف سنج جرمی

روشهای تعیین جرم نوکلئون

فراوانی نوکلئیدها

جداسازی ایزوتوپها

موارد استفاده ایزوتوپهای جداشده

جداسازی لیزری ایزوتوپها

انرژی بستگی هسته ای

فرمول نیمه تجربی جرم

تکانه زاویه ای هسته ها و پاریته

اسپین هسته

و…

فصل سوم: واپاشی هسته ای و رادیو اکتیویته

قانون واپاشی رادیواکتیو

نیمه عمر

عمر متوسط

روش تعیین نیمه عمر

تعداد هسته های موجود در هسته

تعیین اکتیویته یرای نیمه عمرهای بلند

واپاشی به دو یا چند طریق

آهنگ واپاشی کل

تولید و واپاشی عناصر رادیواکتیو

مراحل کار پرتو دهی نمونه ها

رشد رادیواکتیویته دختر – هسته

سری های واپاشی

انواع واپاشیها

واپاشی آلفازا

واپاشی بتازا

واپاشی گامازا

شکافت خود به خود

گسیل نوکلئون

نسبتهای انشعاب و نیمه عمرهای جزئی

رادیواکتیویته طبیعی

و…

فصل چهارم: واپاشی آلفازا

منشأ واپاشی آلفازا

شرط آلفا گسیل بودن

فرایند های واپاشی آلفازا

بررسی پایستگی انرژی

رده بندی واپاشیهای آلفازا

قاعده گایگر و ناتال

تکانه زاویه ای و پاریته در واپاشی آلفازا

بررسی محل گسیل ذرات آلفا از یک هسته

طیف نمایی واپاشی آلفازا

تفسیر حالات باقیمانده به کمک مطالعات همفرودی

و…

فصل پنجم: واپاشی بتازا

فرایندهای اساسی واپاشی بتازا

آزاد شدن انرژی در واپاشی بتازا

طیف پیوسته بتا

فرضیه پائولی

سینماتیک واپاشی بتازا

امکان سنجی انجام واپاشی های بتازا

محاسبه انرژی نوترینو

انرژی حالت برانگیخته

آزمونهای تجربی ((کلاسیک)) برای نظریه فرمی

جرم نوترینو

اهمیت دانستن جرم نوترینو

قواعد گزینش تکانه زاویه ای وپاریته

واپاشیهای مجاز

و…

فصل ششم: واپاشی گامازا

انرژی واپاشی های گامازا

تابش الکترومغناطیسی کلاسیک

محاسبه مکانیک کوانتومی

احتمال گذار EL

برآوردهای وایسکوف برای احتمال گذار EL

احتمال گذار ML

برآورد های وایسکوف برای احتمال گذار ML

قواعد گزینش تکانه زاویه ای و پاریته

انتظارات بر مبنای برآوردهای تک ذره ای

اندازه گیری توزیع زاویه ای و قطبیدگی

روشهای ایجاد تراکم نابرابر در مورد گذارها

آزمایش همبستگی زاویه ای

تبدیل داخلی

و…