为什么用a粒子轰击原子核
2017年9月2日，一篇名为《中国又一大科学工程：散裂中子源首次打靶成功！》的报道发布之后，国内一片沸腾，表明我国在尖端技术领域又取得重大突破。意味着，中国继美国、日本和英国后成为世界上第四个掌握散裂中子源打靶技术的国家。该技术将极大地有利于我国在凝聚态物理、医学生物和航空航天方面的发展研究。特别是在军事用途上，很可能会令我国的航空发动机技术产生重大突破，实现弯道超车。
世界上的物质由原子和分子组成，而原子由原子核和核外电子组成，在原子核里有一种不带电的基本粒子——中子。如果没有中子，由于原子核带电质子之间存在排斥力，就不可能组成除氢之外的任何其他重粒子。该粒子有个十分优秀的特性，即：能对质量较轻的原子十分敏感，能准确定位出重原子里的轻原子，进而实现对材料微观结构的成像，检验材料质量，这一技术被称为中子源散射技术。
所谓中子源散射的具体过程是先用一束中子入射到研究的材料上，该中子将会与对象材料发生碰撞，有些穿过对象材料，有些被弹开，这样就可以根据各个方向的中子的运动特性来观测出研究材料本身的特性。实际上，大多数的中子会直接穿越而过，不与材料发生碰撞，这是因为原子核只占了原子的很小一部分体积，我们所看到的世界上一切物质实际上大多数都是空的，视觉是光谱形成的，触觉是原子之间的排斥力形成的。少量的中子会与原子核发生碰撞，运动方向发生改变，通过测量这些改变了运动方向的中子动能、动量，就可以知道原子核的具体位置和具体类型。
那么中子源是如何得到的呢？中子源指的是能产生中子的发生装置。最开始，科学家们使用的是放射性同位素做为中子源，20世纪开始使用加速低能粒子轰击重金属的方式产生中子源，但这种方法的效率比较低，检测材料时的光谱宽度不够，检验能力有限。还有一种反应堆中子源，是在核反应堆里摄取中子作为中子源，受限于核反应堆的温度，也不难大规模制造。
散裂中子源就是把之前的低能粒子束轰击改为高能粒子束轰击，通过轰击，一些原子核被打成好几块，这一过程被称为散裂，轰击中产生了质子、中子等各种微型粒子，一般是使用质子轰击。在质子加速器的作用下，产生约1GeV能力的质子流轰击铀材料，这里的铀材料又被称为靶材料，一个质子被打靶后往往能产生几十个中子，效率大大提高，这些中子就可以直接用于检验各种材料了。这就是散裂中子源打靶，相比以前的低能散射技术来说，能检验的材料光谱更宽，类型更广泛。
对应到航空发动机领域，众所周知，我国的航空发动机主要是工作寿命不过关，这是由两个因素引起的，第一是发动机的制造工艺，第二是制造发动机的材料，而发动机的原理构造几乎全世界都是一样的。在发动机制造工艺上，随着我国数字机床的研究不断取得突破和进口机床的成功获取，已经不存在太大问题，但在发动机材料上中国工程师仍然苦苦思索而不得其法。
航空发动机材料选取的难关在于，每个组件（如叶片）在每个点的温度要求、纯度要求是不一样的，一旦设置错误，就会导致整体性能的下降。例如在某型发动机叶片上，为了降温，不能全部都冷却，而只冷却几个固定的点，这样才能在叶片高速旋转时保持极高的刚性，但这些点是工程实践摸索出来的，基本没有任何理论支撑，只有大量的试验后，才能总结出来。个成功的发动机叶片后面必然有成千上万个废旧叶片，这也是为什么发动机研发如此烧钱的主要原因。
在中子源散裂打靶技术成熟并实际运用后，就可以用该装置直接对航空发动机的各个部件和原材料进行成分和裂伤、物理形态检验，从而确定原材料的成分、比例、原子排列位置，然后进行针对性的调整，相对无目标的重复试验，成功率自然会大大提高。毫无疑问，这将会极大的加速我国航空发动机发展速度。
中国散裂中子源设施开工建设是在6年前的2011年，相关设备在2010年已完成技术研发。今年，刚完成所有设备设施的建造就传来散裂中子源打靶成功的喜讯，未来必将在我国科研领域发挥更大的作用。
全文完，谢谢阅读。
厉查悦4724卢瑟福α粒子轰击金箔的实验中,为什么说大部分质量和全部正电荷在原子核上 -
印婕新17047686541 ______ a粒子带正电,原子核带正电,这是a粒子不会撞上原子核并偏转的原因. 极大部分粒子原路前进,说明原子很空洞,但原子中集中了仅有的一坨很小的东西能把粒子反射,只有你在,说明质量都在你身上(没其它东西了不是吗.不算电子). 如果喜欢把卢的实验想这么复杂,后面烦透了.
厉查悦4724用α粒子流轰击金箔,对金箔的刺激是什么,引起的变化是什么 -
印婕新17047686541 ______ 为了揭开原子内部结构的奥秘,1911年著名物理学家卢瑟福等人做了著名的α粒子轰击金箔实验: 【实验装置】铅盒内放有少量放射性元素钋,向外发射一束带正电的质量比电子大很多的高速运动的α粒子轰击金箔,穿过金箔的α粒子打到荧光...
厉查悦4724卢瑟福原子模型中,为什么α粒子轰击金箔,部分发生偏转,少部分发生大角度偏转 -
印婕新17047686541 ______ 因为原子的内部实际上很“空”,在核与电子轨道之间大部分在多数时间吧内是“空”的,核的体积很小,就像足球场中间的一个足球,球场是原子,球就是核.所以只有部分的α粒子能够进入核区而发生偏转,大角度散射是接近对心碰撞的结果,也就是瞄准了原子核,那概率就更小了,所以是少部分.另外,由于原子的大部分体积是“空”的,而金箔又很薄,每个散射可以简单看作是单次散射的结果,
厉查悦4724a粒子轰击氮核 -
印婕新17047686541 ______ 聚变是几个小原子核在温度极高的情况下聚合成一个较重原子核的过程,因为只有在极高温的情况下原子核才能克服正电荷之间的排斥力结合在一起.轰击原子核的反应不属于这个范畴,其中一个原因就是本身温度不够高,而且靠的是原子核本身带的动能来克服斥力
厉查悦4724a粒子轰击金箔 -
印婕新17047686541 ______ 英国科学家用一平行高速运动的a粒子(a粒子带2个单位正电荷)轰击金箔(金原子核电荷数79相对源自质量197)时发现三种实验现象:①大多数a粒子不改变原有的运动方向.原因是原子不是实心的,原子内部大部分都是空隙,a粒子离金原子核很远,a粒子从原子核间的空隙穿过.②有一小部分a粒子改变了原有的运动路径.原因是a粒子离金原子核比较近,受到原子核的斥力作用发生偏离.③极少数的a粒子被反弹回来.原因是a粒子与原子核发生了正碰,原子核的质量又比a粒子来得大得多,所以a粒子被反弹回来.
厉查悦4724卢瑟福实验中,a粒子难道不会撞到电子吗?撞到了又会怎样? -
印婕新17047686541 ______ 当然会撞到,但是由于电子的质量仅是a粒子的2000分之一,完全无法影响其运动轨迹和方向.a粒子仅是在撞到原子核时运动方向才会发生改变.
厉查悦4724用高速运动的粒子去轰击原子核,是揭开原子核内部奥秘的基本方法.轰击结果产生了另一种新核,其核反应方程的一般形式为ZAX+x→ A′Z′Y+y,其中... -
印婕新17047686541 ______[答案] 核反应方程应该遵循质量数守恒和电荷数守恒,1919年卢瑟福首先做了用a粒子轰击氮核的实验,反应方程式为: 714N+214He→817O+ 11H 1930年查德威克发现中子,核反应方程为: 49Be+24He→ 126C+01n 人们确认了原子核是由质子和中子组...
厉查悦4724关于α粒子轰击金箔 -
印婕新17047686541 ______ 我在想楼主怎样才知道谁的答案是对的,难道就凭谁说得像么? (1)大多数α粒子没有受到很大的外力作用,即其运行轨迹上没有遇到带电的、质量相对大的物质,是因为原子的正电荷和质量大部分集中在原子内部很小的一个点上; (2)因为这一小部分α粒子受到了较强的电荷的作用力,原因是其运动轨迹距离原子核较近,受到的斥力较大; (3)原因是正电荷与正电荷的排斥作用,这极少数α粒子的轨道经过原子核,而且原子核体积占原子很小的一部分,所以反弹的粒子数量也极少. 三个现象说明的其实可能都是一个问题,但是与现象最接近的原因往往是表面的,根本的原因都是原子核的结构,但表面的原因很多是电荷之间的相互作用力
厉查悦4724下列变化属于原子核发生变化的是 -
印婕新17047686541 ______[选项] A. 1919年,著名科学家卢瑟福用阿尔法粒子轰击原子核,打出了质子 B. 木炭经过高温高压处理变成钻石 C. 铁丝在纯氧中剧烈燃烧 D. 细胞分裂
厉查悦4724化学 α粒子轰击实验
印婕新17047686541 ______ 静电力(库伦斥力),应该是极少数粒子被原路弹回(与金原子核快正碰了,当然由于库伦斥力没碰到),少数粒子路径发生偏转(与金原子核比较接近) 肯定没碰到啊