РАДИОАКТИВНОСТЬ. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
Введение
Естественная радиоактивность
Ядерные реакции
Реакция деления урана
Реакция синтеза атомных ядер
Введение
Радиоактивный распад
U92238 Ra88236 Po84210
Z>83 или А>209
|
He42 |
||||
|
|
|
|
||
|
|
||||
|
|
|
|
|
e |
В |
|
|
|
|
электромагнитное излучение |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Действие:
Химическое действие Ионизация Возбуждение флуоресценции
Особенности:
Высокая проникающая способность Радиоактивность не зависит от внешних воздействий
Величины и единицы:
Активность – число распадов радиоактивных ядер за 1 с
|
dN |
A 1с |
1 |
Беккерель – один распад за секунду |
|
|
|
||||
A dt |
|||||
|
|
||||
1Ки 3,7 1010 Бк
Закон радиоактивного распада
dN - число ядер, распадающихся за dt
dN Ndt
dN / N |
|
|
- не зависит от внешних условий |
|
|||||||||
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d N |
d t |
|
|
|
lnN t lnC |
t 0, N N0 lnC lnN0 |
|||||||
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||||
|
|
N N0e t |
|
|
|
- средняя продолжительность жизни ядра |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Период полураспада |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
t |
|
|
|
|
N0 |
N0e |
T |
T ln2 0,693 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
N N0e |
|
|
|
|
|
|
1,4 109 лет T |
218 3,05мин |
|||
|
|
|
|
|
|
|
T |
Ra |
1620лет T |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
Po |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Альфа-распад
He42
Z 83
XZA YZA--24 He42
U |
|
8,8МэВ |
||||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6МэВ |
|
0 |
E |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ Dn |
|||
|
|
|
|
Энергии частиц данного сорта ядер одинаковы |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U92238 Th90234 He42
Бета-распад
e01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
XA |
Y A |
e0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
Z 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dN |
|
|
1 |
|
1 |
|
0 |
~0 |
? |
||
|
|
n0 |
p1 |
|
e |
1 |
0 |
||||
dE |
|
|
12 |
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|||
p11 n01 e01 00
Emax E
Правила смещения
|
XZA YZA--24 He42 |
|
XZA YZA 1 e01 |
|
Zя Zi |
- закон сохранения заряда |
|||
Aя Ai |
- закон сохранения числа нуклонов |
|||
U238 Th234 Pa234 U234 Po210 Pb206
ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
1) |
X+a Y+b |
a, b частицами могут быть: n, p, , .
7 |
N14+n C14+ p1+Q ; |
T(C14 )=5600 лет |
|
6 |
1 |
|
|
|
Эффективное сечение реакции |
||
|
|
N |
dn |
|
n |
|
|
|
|
|
Nndx |
dx 
2)X a П Y b Q
Li63 p11 Be74 He42 He32 Q
Реакция деления урана 1934 г. Энрико Ферми
92U235 + 0n1 80 осколков + 0n1
Осколки – М1:М2 = 2:3 (7%)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,1 МэВ на 1 нуклон |
40Zr94 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 МэВ на ядро |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 г U - 2200 кВт·час |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
U92235 n01 |
U92236 Cs14055 |
Rb9437 2n01 |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ce14058 |
Zr4094 |
|
Важные свойства реакции деления:
–при делении ядра урана выделяется в среднем 2,5 нейтрона
–часть нейтронов (0,75%) испускается запаздыванием
(от 0,05 с до 1 мин)
Цепная реакция
K |
Ni 1 |
K 1 |
Ni |
|
U92235
U92238
Pu94239 U92238 n U92239 Np93239 Pu94239