Итоги лекции n 17

1. При попадании нейтрона ядро урана делится на да примерно равных по массе осколка. При этом в среднем испускается 2,5 нейтрона.

2. Природный уран содержит два изотопа: (99,29%) и (0,71%).

3. Ядро урана делится под действием только быстрых нейтронов с энергией больше 1 ГэВ.

4. Ядро делится под действием нейтронов любых энергий, особенно эффективно деление идет под действием медленных, тепловых нейтронов. 

5. Цепная реакция деления урана возможна либо в чистом взрывным способом, либо в ядерном реакторе, где ядерным топливом служит или природный уран, или слегка обогащенный изотопом .

6. Для реализации реакции синтеза легких атомных ядер их необходимо сблизить на расстояние ~10^-13 м.

Сообщить ядрам энергию, достаточную для такого сближения, можно, разогрев вещество до температур ~ 10⁸ К.

7. В земных условиях реакции синтеза легких ядер первые были реализованы в виде термоядерного взрыва. При этом высокая температура, необходимая для синтеза ядер дейтерия и трития создается за счет взрыва ядерной бомбы.

8. Управляемый термоядерный синтез пока еще не реализован. Одним из основных направлений решения проблемы управляемого термоядерного синтеза является создание установок, где полностью ионизированное вещество - плазма - удерживается при Т~10⁸ К с помощью магнитного поля.

9. Исключительная важность для всего человечества решения проблемы управляемого термоядерного синтеза объясняется быстрым истощением традиционных источников энергии (нефть, газ, уголь).

ЛЕКЦИЯ N 18

Радиоактивность, историческое введение. Законы радиоактивного распада. Взаимодействие радиоактивного излучения с веществом. Методы регистрации ионизирующих излучений

 

§ 1. Радиоактивность. Историческое введение

Радиоактивностью называют свойства атомных ядер самопроизвольно изменять свой состав (заряд Z и массовое число А) путем испускания элементарных частиц или других атомных ядер.

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским физиком А. Беккерелем, который обнаружил спонтанное испускание солями урана неизвестного излучения. Это излучение действовало на фотопластинку, ионизовало воздух, вызывало люминесценцию ряда веществ. В 1899 году Э. Резерфорд электрическим методом показал, что излучение урана состоит, по крайней мере, из двух компонент. Одну, сильно поглощаемую, Резерфорд назвал α-излучением, другую, слабо поглощаемую, он назвал β-излучением. В 1900 году Викар открыл сильно проникающее радиоактивное излучение, которое стали называть γ-излучением. Дальнейшие исследования Беккереля, Резерфорда и супругов Пьера и Марии Кюри позволили установить физическую природу радиоактивных излучений: α-излучение представляет из себя ядра атомов гелия, β-излучение является потоком электронов, а γ-лучи есть не что иное, как очень коротковолновое электромагнитное излучение.

В 1934 году Фредерик Жолио и Ирен Кюри открыли радиоактивный распад с излучением позитронов. Позитрон является античастицей электрона, в отличие от электрона он имеет положительный заряд. В 1932 году эта частица была теоретически предсказана П. Дираком и в 1932 году открыта К.Д. Андерсеном в космических лучах.

В 1940 году советскими физиками Г.Н. Флеровым и К.А. Петержаком был открыт новый тип радиоактивности - спонтанное деление ядер: делящееся ядро распадается на два осколка сравнимой массы с испусканием нейтронов и γ-квантов. В 1982 году С. Хофманом (ФРГ) наблюдалась протонная радиоактивность при распаде короткоживущего изотопа лютеция . Затем, в 1984 году Х. Роуз и Г. Джонс открывают спонтанное испускание ядер ядрами радия. В дальнейшем был обнаружен спонтанный распад других ядер с вылетом . За работы, связанные с открытием и исследованием радиоактивности присуждено более десяти Нобелевских премий по физике и химии, в том числе: А. Беккерелю, Пьеру и Марии Кюри, Э. Резерфорду, Ирен и Фредерику Жоли-Кюри.