- •Лекция 16 Элементы физики атомного ядра Вопросы
- •1. Закон радиоактивного распада
- •1Бк активность нуклида, при которой за 1 с происходит один акт распада.
- •Ядерные реакции и их основные типы
- •Классификация ядерных реакций
- •По роду участвующих частиц:
- •3. По роду участвующих в них ядер:
- •3. Закономерности , и распадов
- •3. Дозы излучений
- •Цепная реакция деления
- •5. Реакции синтеза (термоядерные реакции)
- •6. Понятие о ядерной энергетике
-
Ядерные реакции и их основные типы
Ядерная реакция – это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ–квантов.
, , (8)
X, Y исходное и конечное ядра; С промежуточное компаунд-ядро; а, b бомбардирующая и испускаемая частицы.
Первая ядерная реакция была осуществлена Э. Резерфордом в 1919 году
(9)
При ядерных реакциях выполняется несколько законов сохранения: импульса, энергии, момента импульса, заряда. В дополнение к этим классическим законам сохранения при ядерных реакциях выполняется закон сохранения так называемого барионного заряда (т. е. числа нуклонов – протонов и нейтронов).
Классификация ядерных реакций
-
По роду участвующих частиц:
-
под действием нейтронов;
-
под действием заряженных частиц (протонов, частиц и др.);
-
под действием квантов.
2. по энергии вызывающих их частиц:
-
малые энергии 1 эВ (с нейтронами);
-
средние энергии 1 МэВ (с квантами, частицами);
-
высокие энергии 103 МэВ (рождение новых элементарных частиц);
3. По роду участвующих в них ядер:
-
на легких ядрах (А<50);
-
на средних ядрах (50<А<100);
-
на тяжелых ядрах (А>100);
4. по характеру ядерных превращений:
-
с испусканием нейтронов;
-
с испусканием заряженных частиц;
-
реакции захвата (излучается квант).
3. Закономерности , и распадов
распад: активными являются ядра главным образом тяжелых элементов (А > 200, Z > 82), например:
(10)
частица образуется при встрече двух протонов и двух нейтронов, имеет скорость 1,4107…2107 м/c, что соответствует энергиям 4,0…8,8 МэВ.
Закон Гейгера-Нэттола: , (11)
R пробег, расстояние проходимое частицей в веществе до полной остановки; . Чем меньше период полураспада радиоактивного элемента, тем больше пробег, а следовательно и энергия частицы.
частица с энергией 4,2 МэВ окружена потенциальным барьером кулоновских сил 8,8 МэВ. Ее вылет объясняется в квантовой механике туннельным эффектом.
распад: электрон рождается в результате процессов, происходящих внутри ядра. Т.к. число нуклонов не меняется, а Z увеличивается на 1, то один из нейтронов превращается в протон с образованием электрона и вылета антинейтрино:
(12)
Теория распада с испусканием нейтрино предложена Паули в 1931 г. и экспериментально подтверждена в 1956 г. Обладает высокой проникающей способностью: нейтрино с энергией 1 МэВ в свинце пробегает путь 1018 м!
распад: не является самостоятельным, а сопровождает и распады. спектр дискретен, для него характерны не волновые, а корпускулярные свойства. кванты, обладая нулевой массой покоя, не обладая зарядом, не могут замедляться в среде, а могут либо поглощаться, либо рассеиваться. Большая проникающая способность излучения используется в дефектоскопии.