43)Правила смещения при радиоактивных распадах. Законы сохранения при ядерных реакциях.

При радиоактивном распаде происходит превращение атомных ядер. Это превращение подчиняется так называемым правилам смещения:

1. При альфа-распаде ядро теряет положительный заряд на 2е , и масса его убывает примерно на четыре атомные единицы массы. В результате вылетает гелий и первоначальный элемент смещается на две клетки к началу периодической системы.

Символически это можно изобразить так:

2. При бета-распаде из ядра вылетает электрон. В результате заряд ядра увеличивается на единицу, а масса остается неизменной. После бета-распада элемент смещается на одну клетку ближе к концу периодической системы.

3.Гамма-излучение не сопровождается изменением заряда, масса же изменяется ничтожно мало.

Согласно правилу смещения при радиоактивном распаде сохраняется суммарный электрический заряд и приближенно сохраняется атомная масса ядер. Возникшие при радиоактивном распаде новые ядра могут быть также радиоактивны и испытывать дальнейшие превращения.

44)Цепная реакция деления. Коэффициент размножения нейтронов. Критическая масса. Атомная бомба и ядерный реактор.

Ядерная реакция – изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. Нейтроны, не имеющие заряда, не отталкиваются ядрами и могут особенно эффективно вызывать превращение ядер, поэтому реакции, в которые могут вступать атомные ядра, очень разнообразны.

Делиться на части в результате ядерной реакции могут только ядра некоторых тяжелых элементов. При делении ядер испускаются 2-3 нейтрона и выделяется большая энергия. Механизм деления ядра можно рассмотреть на примере изотопа урана с массовым числом 235, ядро которого выгодно с точки зрения энергии для осуществления цепной реакции. Итак, ядро урана начинает делиться, когда вступает во взаимодействие с медленным нейтроном. Затем, в процессе деления высвобождается 2-3 нейтрона, что позволяет осуществлять так называемую цепную реакцию деления урана. Т.е. те нейтроны, которые высвободились в процессе деления ядра, могут послужить причиной деления некоторых соседних ядер урана и т.д.

Однако для течения цепной реакции нет необходимости, чтобы каждый нейтрон непременно вызывал деление ядра. Необходимо лишь, чтобы среднее число высвобожденных нейтронов при делении ядра урана не уменьшалось с течением времени. Это условие будет выполнено, если коэффициент размножения нейтронов k будет больше или равен единице. Этот коэффициент выражает отношение нейтронов вызвавших деление ядра к числу высвобожденных нейтронов в процессе деления. Иными словами, если один нейтрон вызвал деление, то в процессе деления для возможности цепной реакции должен быть высвобожден хотя бы один нейтрон. Коэффициент размножения может быть равен единице только при условии, что делящееся вещество обладает критической массой – наименьшей массой, при которой еще может протекать цепная ядерная реакция.

Существуют специальные устройства, позволяющие управлять реакцией деления ядер. Такие устройства называются ядерными реакторами. Ядерные реакторы служат источниками ядерной энергии, которую можно потом преобразовывать в электрическую с помощью атомных электростанций.

Неуправляемая цепная реакция с большим коэффициентом увеличения нейтронов осуществляется в атомной бомбе.