Физика (Атомная и ядерная физика)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF7_6_Ядерные реакции Цепные реакции_mini

7.6. Ядерные реакциии.. Цепные реакции

7.6.1.Ядерные реакции; закон сохранения в ядерных реакциях

7.6.2.Механизм ядерной реакции (модель составного ядра)

7.6.3.Характеристики интенсивности протекания ядерной реакции

7.6.4.Реакции деления

7.6.5.Реакции синтеза (термоядерные реакции)

7.6.6.Реакции деления ядер урана

7.6.7.Цепная реакция

7.6.8.Ядерное топливо

7.6.9.Ядерный и термоядерный взрывы

All rights reserved. This lecture, or parts of it, mayay notnot bebe reproduced in any form without written permission ofof thethe authorauthor..

В качестве иллюстраций использованы как оригинальные рисунки и фотографии автора, так и изображения лицензионного типа Royalty Free, предназначенные для свободного использования (за исключением специально отмеченных).

Every reasonable effort has been made to give reliable data and information, but the author cannot assume responsibility for the validity of all materials or for the consequences of their use.

Author have a reason to believe that a number of makes mentioned constitute trademarks, but they were not designated as such ONLY to save space.

Статья 1274 Гражданского Кодекса РФФ.. Свободное использование произведенияия вв информационных, научных, учебных или культурныхурных целяхцелях

1. Допускается без согласия автора или иного правообладателя и без выплаты вознаграждения, но с обязательным указанием имени автора, произведение которого используется, и источника заимствования:

1)цитирование в оригинале и в переводе в научных, полемических, критических или информационных целях правомерно обнародованных произведений в объёме, оправданном целью цитирования, включая воспроизведение отрывков из газетных и журнальных статей в форме обзоров печати;

2)использование правомерно обнародованных произведений и отрывков из них в качестве иллюстраций в изданиях, радио- и телепередачах, звуко- и видеозаписях учебного характера в объёме, оправданном поставленной целью.

7.6.1. Ядерные реакции; законзакон сохранения в ядерных реакцияхакциях

Ядерными реакциями называют изменения атомных ядер в результате взаимодействия их с элементарными частицами или друг с другом.

Примеры ядерных реакций – процессы деления тяжёлых ядер, процессы синтеза лёгких ядер.

Законы сохранения электрических зарядов и массовых чисел: сумма зарядов (и сумма массовых чисел) ядер и частиц, вступающих в ядерную реакцию, равна сумме зарядов (и сумме массовых чисел) конечных продуктов (ядер и частиц) реакции.

7.6.2. Механизм ядерной реакцииеакции (модель составного ядрара))

Первая стадия – это захват ядром Х частицы а, приблизившейся к нему на расстояние действия ядерных сил (примерно 2·10–15 м), и образование промежуточного ядра С, называемого составным (или компаунд-ядром). Составное ядро может совпадать по заряду и массовому числу с одним из существующих в природе нуклидов, но отличается тем, что энергия влетевшей в ядро частицы быстро распределяется между нуклонами составного ядра, в результате чего оно оказывается в возбуждённом состоянии.

По модели Бора любой адрон, попадая в ядро, обязательно «застревает» в нём и образуется составное ядро в возбуждённом состоянии. Энергия возбуждения складывается из величин кинетической энергии, которой обладала частица до своего поглощения ядром, и её энергии связи в образовавшемся ядре. При столкновении нуклонов составного ядра один из нуклонов (или их комбинация), например, дейтрон (ядро тяжёлого изотопа водорода – дейтерия, содержащее один протон и один нейтрон) или α-частица может получить энергию, достаточную для вылета из ядра. В результате возможна вторая стадия ядерной реакции – распад составного ядра на ядро Y и частицу b.

7.6.3. Характеристики интенсивностиивности протекания ядерной реакцииции

В ядерной физике эффективность взаимодействия характеризуют эффективным сечением σ (рассеяния или поглощения):

σ = dN n N dx

где N – число частиц, падающих за единицу времени на единицу площади поперечного сечения вещества, имеющего в единице объёма n ядер, dN – число этих частиц, вступающих в ядерную реакцию в слое толщиной dx. Эффективное сечение имеет размерность площади и характеризует вероятность того, что при падении пучка частиц на вещество произойдёт реакция.

7.6.4. Реакции деленияя

Реакции деления ядер заключаются в том,

что тяжёлое ядро под действием нейтронов, или других частиц, делится на несколько более лёгких ядер (осколков), чаще всего на два ядра, близких по массе.

Деление тяжёлых ядер происходит при захвате нейтронов. При этом испускаются новые частицы и освобождается энергия связи ядра, передаваемая осколкам деления

7.6.5. Реакции синтезаа (термоядерные реакцииии))

Термоядерные реакции – реакции синтеза атомных ядер, т. е. слияния лёгких ядер в одно ядро, сопровождающиеся, как и деление тяжёлых ядер, выделением огромных количеств энергии. Для синтеза ядер необходимы очень высокие температуры.

Реакции синтеза

(Synthesis reactions)