NS®

Физические основы 3

18. Массы ядер и их единицы. Дефект масс. Изобары и изотопы. 3

65. Энергетический эквивалент массы. Энергия связи ядра и энергия связи на нуклон. 4

10. Зависимость энергии связи на нуклон от массы ядра (кривая Бете-Вайцзекера). Оценка по этой зависимости энерговыделения при делении. 4

13. Количественная оценка энерговыделения при делении. Оценка сравнительной энергоёмкости урана и угля 5

35. Полуэмпирическая формула Бете-Вайцзекера для массы ядер. Физический смысл её слагаемых. 5

51. Свойство насыщения ядерных сил и его следствия 6

37. Пороговые и беспороговые реакции ядерного деления. Символьная запись, типичная энергетическая зависимость сечения, примеры. 7

4. Анализ делимости ядер и возможности достижения цепной ядерной реакции по параметрам потенциальных барьеров. 7

47. Распределение продуктов деления по массам (оценка по капельной модели и эксперимент). Причины расхождения. 9

23. Основное уравнение радиоактивного распада. Связь между постоянной распада и периодом полураспада. Равновесное количество радиоактивного материала. 10

55. Типы радиоактивного распада. Примеры. 10

63. Энергетические условия устойчивости ядер по отношению к α- и β– -распаду. 11

1. (N,Z)-карта нуклидов и её основные области. 12

46. Распадные процессы в изобарной цепочке. β–-, β+- и ЕС-процессы. 12

21. Нейтронно-избыточные и нейтронно-дефицитные ядра. Типичные моды их распада. 13

61. Физика эмиссии мгновенных нейтронов деления. Среднее число нейтронов на деление. 14

36. Понятие о ядерной реакции. Сечения взаимодействия, порядок его величины, его единицы. 14

57. Упругое рассеяние и его основные закономерности в предельных случаях. Замедление нейтронов. 16

49. Реакция радиационного захвата. Символьная запись, типичная энергетическая значимость сечения, примеры, значимость для физики размножающих систем. 18

Ядерное оружие 22

43. Причины невозможности создания ядерного устройства на замедленных нейтронах. «Бомба-реактор» как пример тупиковой технологической ветви. 23

7. Временная схема физических процессов в ядерном взрывном устройстве. Роль нейтронного инициирования. 24

44. Процессы, протекающие при подрыве ядерного взрывного устройства деления. Оценка времени существования надкритического состояния и времени набора поколений. 24

22. Неоптимальное время включения нейтронного инициатора ядерного взрывного устройства (ЯВУ). Режимы «проскок» и «хлопок». Основные причины срабатывания ЯВУ в режиме «хлопок». 25

Атомная энергетика 33

Нераспространение 47

Физические основы

18. Массы ядер и их единицы. Дефект масс. Изобары и изотопы.

Атомное ядро

	Атомная физика	Ядерная физика
Размер		1 Ф (ферми) ~ 10-13
Энергия (1 эв) = энергии, которая необходима для переноса электрона в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов 1 В = 1,6*10-12 эрг = 1,6*10-19 Дж	Единицы и десятки эВ

Масса нуклона 1,66*10^-24 г

m_e=0,511 МэВ

m_p=931 МэВ~1 ГэВ

Углеродные единицы = 1/12 массы углерода

m_p=1,007276 у.е.; m_n=1,008665 у.е.

• Измерения показывают, что масса любого ядра m_я всегда меньше суммы масс входящих в его состав протонов и нейтронов: m_я < Zm_p + Nm_n. Это обусловлено тем, что при объединении нуклонов в ядро выделяется энергия связи нуклонов друг с другом. Разность масс Δ = Zm_p + Nm_n – m_я называется дефектом массы.

• По дефекту массы можно определить с помощью формулы  E = mc² энергию, выделившуюся при образовании данного ядра, т. е. энергию связи ядра E_св = Δ c² = (Zm_p + Nm_n – m_я)c².

Энергия связи ядра равна той работе, которую нужно совершить, чтобы разделить образующие ядро нуклоны и удалить их друг от друга на такие расстояния, при которых они практически не взаимодействуют друг с другом.

• Удельная энергия связи. Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, т. е. Е_св / А, называется удельной энергией связи нуклонов в ядре. Эта величина характеризует меру прочности ядра: чем больше Е_св / А, тем ядро прочнее.

Для

• Ядра с одинаковым массовым числом А называются изобарами. В качестве примера можно привести и .

• Ядра одного и того же химического элемента могут отличаться числом нейтронов. Такие ядра называются изотопами.

65. Энергетический эквивалент массы. Энергия связи ядра и энергия связи на нуклон.

 1 эВ/c² равен 1,78*10^-36 кг; 1 атомная единица массы = 931,4 МэВ/c²

Энергия связи ядра – работа, которую нужно совершить, чтобы разделить образующие ядро нуклоны и удалить их друг от друга на такие расстояния, при которых они практически не взаимодействуют друг с другом

Удельная энергия связи нуклонов в ядре – энергия связи, приходящаяся на один нуклон, т. е. Е_св / А

10. Зависимость энергии связи на нуклон от массы ядра (кривая Бете-Вайцзекера). Оценка по этой зависимости энерговыделения при делении.

• Сильнее всего связаны нуклоны в ядрах с массовыми числами порядка 50—60 (т. е. для элементов от Сг до Zn), Энергия связи для этих ядер достигает 8,7 МэВ/нуклон. С ростом А удельная энергия связи постепенно уменьшается; для самого тяжелого природного элемента— урана — она составляет 7,5 МэВ/нуклон

• Уменьшение удельной энергии связи при переходе к тяжелым элементам объясняется увеличением энергии кулоновского отталкивания протонов. В тяжелых ядрах связь между нуклонами ослабевает, а сами ядра становятся менее прочными. В случае стабильных легких ядер, где роль кулоновского взаимодействия невелика, числа протонов и нейтронов Z и N оказываются одинаковыми. Под действием ядерных сил как бы образуются протон-нейтронные пары. Но у тяжелых ядер, содержащих большое число протонов, из-за возрастания энергии кулоновского отталкивания для обеспечения устойчивости требуются дополнительные нейтроны.

• Такая зависимость удельной энергии связи от массового числа делает энергетически возможными два процесса: