24. Ядерный реактор. Ядерные реакции под действием нейтронов.

Ядерный реактор - это установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер. При этом высвобождается огромное количество ядерной энергии.

Столкновение быстрого нейтрона с ядром в большинстве случаев приводит к рассеянию нейтрона, т. е. к изменению направления его полета и передаче при этом ядру части энергии. Возможен, однако, и другой результат столкновения: нейтрон захватывается ядром, и благодаря этому происходит ядерная реакция.

чем медленнее нейтроны, тем с большей эффективностью они захватываются ядрами и производят ядерные реакции.

Быстрый нейтрон пролетает мимо ядра за такой короткий промежуток времени, что силы притяжения не успевают отклонить его и втянуть в ядро. Чем медленнее движется нейтрон, тем большее время находится он под действием сил притяжения со стороны ядра и тем легче захватывается им. Захват ядрами является одной из причин, почему нейтроны не существуют длительно в свободном виде.

25. Частицы и античастицы

У всех частиц имеются партнеры-античастицы, обладающие теми же значениями массы, спина, времени жизни, но имеющие противоположный знак электрического заряда, других зарядов, например, лептонного, барионного, гиперзаряда, странности и т.д.. Античастицей электрона является позитрон , протона - антипротон , нейтрона - антинейтрон и т.д. Если у частицы нет никаких зарядов, ее античастица совпадает с ней самой и частица называется истинно нейтральной. Примерами истинно нейтральной частицы являются квант, -бозон, -мезон и т.д. Окружающая нас часть Вселенной, а,возможно, и вся Вселенная зарядово асимметрична: она состоит из и почти не содержит . Причины такой асимметрии объясняются в теориях Великого объединения взаимодействий элементарных частиц.

26. Космическое излучение

Косми́ческое излуче́ние — электромагнитное или корпускулярное излучение, имеющее внеземной источник;

Различают первичное и вторичное космические излучения. Излучение, приходящее непосредственно из космоса, называют первичным космическим излучением. Исследова­ние его состава показало, что первичное излучение представляет собой поток элемен­тарных частиц высокой энергии, причем более 90% из них составляют протоны с энергией примерно 10⁹—10¹³ эВ, около 7%—a-частицы и лишь небольшая доля (около 1%) приходится на ядра более тяжелых элементов (Z>20).

В составе вторичного космического излучения можно выделить два компонента: мягкий (сильно поглощается свинцом) и жесткий (обладает в свинце большой проника­ющей способностью). Происхождение мягкого компонента объясняется следующим образом. В космическом пространстве всегда имеются g-кванты с энергией Е>2т_eс²,

27. Мюоны и мезоны и их свойства.

Отрицательно заряженный мюон — в 207 раз тяжелее электрона (и в 9 раз легче протона) — является частицей, а вот положительно заряженный мюон — античастицей

Доказано, что по всем свойствам — за исключением массы — отрицательный мюон абсолютно идентичен электрону. Это так называемый «тяжелый электрон», а положительный мюон — «тяжелый позитрон».

мезоны — это составные (не-элементарные) частицы, состоящие из чётного числа кварков и антикварков.

Мезоны и их свойства

С. Пауэлл (1903—1969; английский физик) с сотрудниками, подвергая на большой высоте ядерные фотоэмульсии действию космических лучей (1947), обнаружили ядерно-активные частицы — так называемые p-мезоны (от греч. «мезос» — средний), или пионы. В том же году пионы были получены искусственно в лабораторных условиях при бомбардировке мишеней из Be, С и Сu a-частицами, ускоренными в синхроциклотроне до 300 МэВ. p-Мезоны сильно взаимодействуют с нуклонами и атомными ядрами и, по современным представлениям, обусловливают существование ядерных сил.

Существуют положительный (p+), отрицательный (p–) (их заряд равен элементарному заряду е) и нейтральный (p0) мезоны. Масса p+- и p–-мезонов одинакова и равна 273,1me масса p0-мезона равна 264,1me. Все пионы нестабильны: время жизни соответственно для заряженных и нейтрального p-мезонов составляет 2,6×10–8 и 0,8×10–16 с.