1. Свойства свободного нейтрона

ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ - силы взаимодействия между нуклонами; обеспечивают большую величину энергии связи ядер по сравнению с др. системами.

Ядерные силы являются наиболее важным и распространённым примером сильного взаимодействия (СВ). Термин «сильное взаимодействие» был введён для подчёркивания огромной величины ядерных сил по сравнению с другими известными в природе силами: электромагнитными, слабыми, гравитационными.

Радиус их действия ~ 10-13 см = 1 Фм

Первую модель ядерных сил предложил

Хидеки Юкава в 1935 году.

По его модели нуклону в ядре обмениваются

пи-мезонами – квантами ядерного взаимодействия

1.Свойства свободного нейтрона. Классификация нейтронов

Вдальнейшем при описании процессов взаимодействия нейтронов с ядрами мы будем подразделять их в зависимости от энергии на 3 области:

В соответствии с классификацией нейтронов и ядерные реакторы называются быстрыми, промежуточными или тепловыми в зависимости от того, какие нейтроны вызывают наибольшее число реакций деления.

2. Источники нейтронов. Форма записи ядерных реакции

Четыре основных закона, регулирующие ядерные реакции.

1.Сохранение нуклонов. Общее число нуклонов до и после реакции одинаково.

2.Сохранение заряда. Сумма зарядов на всех частицах до и после реакции одинакова

3.Сохранение импульса. Общий импульс взаимодействующих частиц до и после реакции одинаковый.

4.Сохранение энергии. Энергия, включая энергию массы покоя, сохраняется в ядерных реакциях.

Число нуклонов

n - нейтрон

- гамма-квант

Число протонов

или

Реакции часто называют по совокупности налетающих и испускаемых частиц, стоящих в скобках; так, выше записан типичный пример (n, γ)-реакции

Ядерная реакция деления

Ядерная реакция деления – нейтронная реакция, при которой падающий нейтрон поглощается ядром-мишенью, что приводит к расщеплению ядра – мишени на два новых атома, а также к появлению нейтронов и гамма квантов

24

Делящиеся и сырьевые нуклиды

Тяжелые нуклиды по отношению к реакции деления подразделяются на 2 группы

1. Делящиеся изотопы делятся нейтронами любых энергий (тепловыми, резонансными, быстрыми). Вероятность вызвать деление для тепловых нейтронов выше, чем для быстрых нейтронов.

233U, 235U, 239Pu, 241Pu

2. Сырьевые изотопы делятся нейтронами с достаточно высокой

кинетической энергией

238U, 234U, 232Th, 240Pu

Почему сырьевые? Пример:

Воспроизводство

25

Продукты деления

Состав осколков деления и количество свободных нейтронов в процессе деления определяется вероятностью этих процессов.

«Двугорбая кривая», характеризующая процесс образования осколков деления, приведена на рисунке.

80 различных нуклидов (основные)

Легкие:

Тяжелые:

Массовый номер A осколков деления

26

Ядерные реакции взаимодействия нейтронов и ядер

1 – нейтроны 14 Мэв

2 – нейтроны низких энергий

27

Дефект масс

Дефект масс - разница в массе между ядром и суммой масс отдельных протонов и нейтронов в ядре. Разница преобразуется в энергию.

(1.0078 а.е.м)

(1.0087 а.е.м)

28

Зависимость энергии связи на нуклон от массового числа

Легкие нуклиды

0 + 0 +

+0

0+

29

Зависимость энергии связи на нуклон от массового числа

Легкие нуклиды

0 + 0 +

+0

0+

Тяжелые нуклиды

30