83) Ядерные реакции

Ядерными реак­циями называются превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействием друг с другом или с другими ядрами и элементарными частицами. Первое сообщение о наблю­дении ядерной реакции принадлежит Э. Резерфорду. В 1919 г. он обнаружил, что при прохождении а-частиц через газообразный азот некоторые из них поглощались, причем одновременно происходило испускание протонов. Резерфорд пришел к выводу, что ядра азота превраща­лись в ядра кислорода в результате ядерной реакции вида

¹ , (13.9)

где — а-частица; — протий, т. е. протон.

Ядерные реакции символически записываются в виде A+aB+b

где А, В — исходное и конечное ядра; а, Ь — исходная и конечная частицы, участвующие в реакции.

Важным параметром ядерной реакции является энер­гия ядерной реакции AQ, которая определяется выра­жением

(13.10)

где 2m, 2т' — суммы масс покоя частиц до и после реакции.

При AQ < 0 ядерные реакции идут с поглощением энергии и поэтому называются эндотермическими, а при AQ > 0 реакции идут с выделением энергии и называются экзотермическими. В любой ядерной реакции всегда выполняются зако­ны сохранения электрического заряда, со­хранения числа нуклонов, сохранения энер­гии и импульса. Первые два закона позволяют пра­вильно записывать ядерные реакции даже в тех случаях, когда одна из частиц — участников реакции или ее про­дуктов — неизвестна. С помощью законов сохранения энергии и импульса можно найти кинетические энергии частиц, образованных в процессе реакции, и направления их разлета. Реакции деления.При бомбардировке урана нейтронами иногда возни­кают ядра примерно вдвое легче, чем исходное ядро урана. Новое явление было названо делением ядра и представ­ляло первую экспериментально наблюдаемую реакцию ядерных превращений. Примером может служить одна из возможных реакций деления ядра урана-235:

(13.12)

Процесс деления ядер протекает очень быстро (обычно за время —10~¹² с). Энергия, выделяемая в реакции

типа (13.12), составляет примерно 200 МэВ на один акт деления ядра урана-235.

В общем случае реакцию деления ядра урана-235 можно записать в следующем виде:

(13.13)

Объяснение механизма реакции деления может быть получено в рамках гидродинамической модели ядра.

84)Энергетическая светимость тела и наименование единицы измерения в СИ. Дай­те определение этой единицы измерения. Энергетическая светимость (излучательность) R_e—величина, равная отно­шению потока излучения Ф_е, испускаемого поверхностью, к площади S сечения, сквозь которое этот поток проходит:

R_e = Ф_e/S

,т. е. представляет собой поверхностную плотность потока излучения.

Единица энергетической светимости — ватт на метр в квадрате (Вт/м²).

85)Спектральная плотность энергетической светимости (излучательная способ­ность) тела и наименование единицы измерения в СИ. Дайте определение этой единицы измерения. мощность излуче­ния с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины:

энергия электромагнитного излучения, испускаемого за единицу времени (мощность излучения) с единицы площади поверхности тела в интервале частот от v до v + dv.

Единица спектральной плотности энер­гетической светимости (R_v,T) — джоуль на метр в квадрате в секунду (Дж/(м²*с)).