Ответы на вопросы к zachety po rhbz фво мгу, 1 семестр. Составлено студентами взвода 1131,

vesna, 2009 год.

УДАЧИ НА ЭКЗАМЕНЕ!!

Вопрос 1. Пути освобождения внутриядерной энергии, критическая масса.

Ядерными реакциями называются превращения ядер атомов, обусловленные их взаимодействием с элементарными частицами или друг с другом. Следствием взаимодействия бомбардирующих частиц (ядер) с ядром-мишенью может быть:

• упругое рассеяние, при котором не происходит изменения состава и внутренней энергии взаимодействующих ядер; происходит лишь перераспределение кинетической энергии в соответствии с законом упругого удара;

• неупругое рассеяние, при котором состав взаимодействующих ядер не меняется, но часть кинетической энергии бомбардирующего ядра расходуется на возбуждения ядра мишени;

• собственно ядерные реакции, в результате которых меняются внутренние свойства и состав взаимодействующих ядер или происходит превращение элементарных частиц.

Вопрос об источниках и количестве заключенной в них энергии принципиально был решен еще в 1905 году, когда немецкий ученый А. Эйнштейн создал новую физическую теорию – теорию относительности.

Он показал, что источником энергии является любое тело.

Энергия тела пропорциональна его массе:

Е = mc²

Это уравнение утверждает, что материя и движение неразрывно связаны между собой, неотделимы друг от друга. Таким образом, масса тела является мерой его энергии.

Вопрос о выделении энергии, заключенной в ядре атома, тесно связан с рассмотрением вопроса о прочности ядра.

Природа ядерных сил еще недостаточно изучена, однако, некоторые свойства их установлены:

1 – ядерные силы являются силами притяжения, их величина во много раз превосходит силы кулоновского отталкивания между положительно заряженными протонами.

2 – ядерные силы являются короткодействующими силами, их действие проявляется на расстояниях порядка 1 Ферми (10^-13 см). Уменьшение этого расстояния приводит к резкому отталкиванию протонов, а увеличение – резкому падению ядерных сил.

3 – ядерные силы обладают зарядовой независимостью или изотропической инвариантностью и имеют одинаковую величину длю любой пары нуклонов.

4 – каждый нуклон в ядре взаимодействует только со своими ближайшими соседями, иначе, ядерные силы обладают свойством насыщения.

Вывод: так как ядерные силы являются силами притяжения, то для расщепления ядра, необходимо совершить работу, направленную на преодоление действия этих сил. По величине затраченной работы оценивают энергию связи нуклонов ядра.

Критическая масса — в ядерной физике минимальное количество делящегося вещества, необходимое для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими.

Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.