¿Comenzó la investigación humana sobre física nuclear atómica antes de la Primera y Segunda Guerra Mundial?

Sí, la investigación en física nuclear comenzó antes de la Primera Guerra Mundial. En 1896, A.-H. Becquerel descubrió la radiactividad natural, lo que supuso el comienzo de la física nuclear. Durante los siguientes 40 años, se dedicó principalmente a la investigación de las leyes de la desintegración radiactiva y las propiedades de los rayos, y utilizó los rayos para llevar a cabo discusiones preliminares sobre los núcleos atómicos. También creó una serie de métodos de detección e instrumentos de medición, y algunos básicos. Hoy en día todavía se utilizan equipos como varios contadores y cámaras de ionización. Detectar, registrar y determinar las propiedades de la radiación siempre ha sido un eslabón central en la investigación de la física nuclear y las aplicaciones de la tecnología nuclear.

En 1919, Rutherford y otros descubrieron que se liberaban protones al bombardear núcleos de nitrógeno con rayos alfa, consiguiendo la primera reacción nuclear artificial. Desde entonces, el método de utilizar rayos para inducir reacciones nucleares se ha convertido gradualmente en el principal medio para estudiar los núcleos atómicos. Los primeros logros más importantes fueron el descubrimiento del neutrón en 1932 y la preparación de radionucleidos artificiales en 1934. El núcleo está formado por neutrones y protones. El descubrimiento de los neutrones no sólo proporciona el requisito previo necesario para el estudio de la estructura nuclear, sino que también se convierte en un medio importante para estudiar los núcleos atómicos porque no está cargado y no es repelido por las cargas nucleares. Puede ingresar fácilmente al núcleo y causar reacciones nucleares de neutrones. . En la década de 1930, también se descubrieron positrones y "mesones" (más tarde llamados muones) a partir de la observación de los rayos cósmicos. Estos descubrimientos fueron los primeros de este tipo en la física de partículas.

A finales de la década de 1920 se empezó a explorar el principio de aceleración de partículas cargadas. A principios de la década de 1930, habían tomado forma aceleradores de partículas electrostáticos, lineales y cicloidales, y se lograron reacciones nucleares preliminares en multiplicadores de alto voltaje. El uso de aceleradores puede producir haces de rayos con corriente de haz más fuerte, mayor energía y más tipos, lo que amplía enormemente la investigación sobre reacciones nucleares y hace que los aceleradores se conviertan gradualmente en equipos necesarios para estudiar los núcleos atómicos y aplicar la tecnología nuclear.

En 1939, O. Hahn y F. Strassmann descubrieron la fisión nuclear. En 1942, E. Fermi construyó el primer reactor de fisión, iniciando un nuevo siglo para que la humanidad dominara la energía nuclear. La energía nuclear es una fuente de energía casi inagotable Para poder utilizar eficazmente la energía nuclear y desarrollar armas nucleares, es necesario resolver una serie de problemas científicos y tecnológicos muy complejos, y la física nuclear y la tecnología nuclear son los eslabones centrales. Por tanto, la física nuclear se ha desarrollado rápidamente y se ha convertido en un campo científico y tecnológico altamente competitivo. Esta etapa duró unos 30 años y fue un período de gran desarrollo en la física nuclear. Durante este período, la tecnología de aceleración y detección de partículas se desarrolló enormemente: en la década de 1930, los protones sólo podían acelerarse hasta un máximo de 1×106 electronvoltios (eV); en la década de 1970, había alcanzado 4×1011eV, lo que podía producir divergencia de energía; . Varios haces con colimación extremadamente pequeña, extremadamente alta o intensidad de corriente extremadamente grande. En términos de tecnología de detección, la aplicación de contadores de semiconductores ha mejorado enormemente la resolución de la medición de la energía de los rayos. El rápido desarrollo de la electrónica nuclear y la tecnología informática ha mejorado fundamentalmente la capacidad de obtener y procesar datos experimentales y también ha ampliado enormemente el alcance de los cálculos teóricos. Todo esto ha promovido efectivamente la investigación en física nuclear y las aplicaciones de la tecnología nuclear. También tenemos una comprensión más profunda de la estructura básica y los patrones de cambio de los núcleos atómicos, y básicamente hemos aclarado las diversas propiedades de la interacción entre nucleones. También hemos aprendido sobre el estado fundamental y el estado de baja excitación de los nucleidos estables y los radionucleidos de larga vida; (Con energía nuclear) ha acumulado datos experimentales relativamente sistemáticos a través de análisis teóricos, se han establecido varios modelos nucleares atómicos aplicables y se han explicado con éxito varios fenómenos y reacciones nucleares. Además, también se han llevado a cabo investigaciones sobre reacciones nucleares de alta energía y reacciones nucleares de iones pesados.

En esta etapa, debido al desarrollo de la tecnología de aceleración de iones pesados, se ha podido acelerar eficazmente iones de todos los elementos, desde hidrógeno hasta uranio, con energía que alcanza 1×109eV por nucleón, ampliando los medios de transformando los núcleos atómicos, haciendo que los iones pesados ​​sean más La investigación sobre la física iónica y nuclear se ha desarrollado de manera integral. Los aceleradores de energía media y alta con fuertes corrientes de haz no sólo proporcionan flujos de iones directamente acelerados, sino que también proporcionan haces de partículas secundarias como mesones π y mesones K. Por otro lado, amplían los medios de estudio de los núcleos atómicos y aceleran el desarrollo. de la física nuclear de altas energías. Los aceleradores superconductores reducirán en gran medida el tamaño del acelerador, reducirán los costos de construcción y operación y mejorarán la calidad del haz.

Los métodos experimentales de física nuclear y la tecnología de detección de radiación también han logrado nuevos avances. Las mejoras en los microprocesadores y los sistemas de adquisición y procesamiento de datos tienen consecuencias de gran alcance. Antiguamente era difícil medir varios parámetros al mismo tiempo durante el proceso nuclear. Hoy en día es habitual registrar decenas de parámetros a la vez. Para algunas reacciones nucleares de iones pesados ​​de alta energía, miles de detectores pueden funcionar simultáneamente, registrando y procesando miles de parámetros a la vez, para medir e identificar miles de partículas liberadas.

Por otra parte, algunos equipos especializados en tecnología nuclear están equipados con sistemas automáticos de procesamiento de datos, lo que simplifica su funcionamiento y promueve su uso.