15 Ядерные реакции.

Ядерные реакции — это превращ ат ядер при взаимодействии с элементар частицами. Наиболее распрост­р видом ядерной реакц явл реакция, записываемая символич сле­д образом: X+a ->Y+b, где X и Y — исходное и конечное ядра, а и Ь-бомбардирующая и испуск в ядер реакц ч-цы.

В яд физике эффективность взаимод характеризуют эффект сечением . С каждым видом взаимод частицы с ядром связывают свое эффек­т сечение: рассеяния, поглощения. Эффективное сеч ядерной реакции = dN/nNdx где N — число частиц, падающих за ед врем на ед площади поперечн сеч вещ-ва, имеющего в ед объема n ядер, dN — число этих частиц, вступ в яд реакцию в слое толщиной dx. Эффект сеч  имеет размерность площади и хар-ет вероятн того, что при падении пучка частиц на вещ-во произойдет реакция.

Ед эффективного сеч ядерных проц — барн (1 барн= 10 в степени -28 м2).

В люб яд реакции выполн з-ны сохр электр зарядов и массовых чисел: сумма зарядов ядер и частиц, вступающих в ядер реакцию, равна сумме зарядов конечных продук­тов реакции. Выполн также з-ны сохр эн, импульса и момента импульса.

Ядерные реакции могут быть как экзотермич (с выделением энергии), так и эндотермич (с поглощением энергии).

Ядер реакции протек в две стадии по след схеме: X+a-> C->Y+A.

1 стадия — это захват ядром X частицы а, приблиз к нему на расстояние действия ядер сил, и образов промежут ядра С, наз составным. Энергия влетевшей в ядро частицы быстро распредел между нуклонами составного ядра, в рез-те чего оно оказывается в возбужд сост. При столкнов нуклонов составного ядра один из нуклонов или а-частица может получить эн, достаточную для вылета из ядра. В рез-те возможна 2 стадия ядер реакции — распад составного ядра на ядро Y и частицу Ь.

Некот реакции протекают без образов составного ядра, они наз прямыми ядер взаимодействиями. Ядерные реакции классифиц по след признакам:

по роду участвующих в них частиц — реакции под действием нейтронов, заряженных частиц, у-квантов;

по роду участвующих в них ядер — реакции на легких {А < 50); средних (50<А< 100); тяжелых ядрах (А> 100);

по характеру происходящих ядерных превращений — реакции с испусканием ней­тронов, заряженных частиц; реакции захвата.

Первая в истории ядерная реакция осуществлена Э. Резерфордом (1919) при бом­бардировке ядра азота а-частицами, испускаемыми радиоактивным источником.

16 Радиоактивность геосфер.

В настоящее время под радиоактивностью понимают способность некоторых атом­ных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц. Радиоактивность подразделяется на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существу­ющих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций). Принципиального различия между этими двумя типами радиоактив­ности нет, так как законы радиоактивного превращения в обоих случаях одинаковы.

Изучение радиоактивности вод океана имеет не только чисто практическое значение. Это один из методов иссле­дования процессов, происходящих в океанах. Изотопы, находящиеся в океане, делят на три группы:

1)терригенные, обусловленные размывом и последующим сбросом реками в океаны материала, слагающего по­верхность материков. С помощью таких изотопов про­водят биохимические и геохимические исследования;

2)космогенные, выпадающие из атмосферы вместе с осад­ками — эти изотопы используются для изучения фи­зических процессов, протекающих на границе раздела океан-атмосфера;

3) искусственные, которые попадают в воду при взрывах. Основные задачи современной ядерной гидрофизики

заключаются в выявлении источников изотопов в океане, полей радиоактивности на поверхности оке­ана, изучении глубинного распределения изотопов, созда­ния методов прогноза радиационной обстановки в океане, разработки методов исследования и способов измерения радиоактивного фона Мирового океана.

В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающей среде. Внутреннее облучение создается радиоактивными элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей.

Для количественной характеристики воздействия излучения на человека используют единицы — биологический эквивалент рентгена (бэр) или зиверт (Зв) : 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызвать серьезные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые его дозы.