3. (N,z) карта нуклидов и ее основные области.

Дорожка- стабильные ядра, наиболее стабильные Z=N, масса идет на образование E_св-чем меньше, тем стабильнее.

Просека- ядра радиоактивны, но существуют как ядра, процессы прямого захвата электрона невозможно.

Лес- ядер нет, прямой захват/ потеря эл/протонов,до тех пор пока ядро не окажется на просеке.

Усл сущ ядра М_я^(А)<m_n+ М_я(А-1),

Кулоновское слагаемое в формуле масс→чем дальше по дорожке тем сильнее действие→отклонение от биссектрисы

(N,Z)-карта нуклидов и ее основные особенности:

На графике ядра распадаются с двух сторон вдоль изобарного сечения. Чем стабильнее ядро, тем плотнее оно упаковано.

М_Я(А) < m_n + М_Я(А-1) – условие уст-ти.

В лесу ядро «сплевывает» n.

M/Z = 1 – наиболее выгодно для легких ядер.

²³⁸U: N/Z = 1,54 – для тяжелых ядер

Ядро испускает ē => этот ē н забирает к себе атом

Разное кол-во n, но одинаковое z => изотопы; Разные n, разные z, но одинак масса => изобары

n распадаются ß- распадом: n  p + e^- + _e

Внутри «просеки» М_Я(Z,N) < М_Я(Z,N-1) + n => распад (XY) внутри просеки невозможен.

М _Я(Z,N) < М_Я(Z-1, N+1) + p => распад ( X ) внутри просеки невозможен.

( Y )

В области легких ядер для стабильной конфигурации всегда господствует рав-во N и Z

Билет 21

1. Время жизни вторичного нейтрона в различных средах. Причина необходимости высокого обогащения оружейного делящегося материала по урану-235 и плутонию-239.

Т_ж- время жизни поколения n к использованным при делении захв ядром

Взяли чистый U₂₃₅ Т_ж= 10 ^-8

Нейтроны: ушли на захват, продолжение реакции, вышли за пределы

Пост. замедлитель: нейтрону нужно сбросить энергию путем столкновения с замедлит, через какое-то время образуется нейтронный газ

Т_ж =Т_{замедлит} + Т _{диффузии}

10 ^-4 10^-4, доползание до стенки →Т_ж = 2 ×10^-4 в многокомпанетной среде (U-замедлитель-U)

В однокомпонентной среде Тж= 10 ^-8

ΰ – кол-во n на одно деление =2.3±0.2

β-доля запазд нейтронов

β= (ν_d/ν_p+ν_d)% ,ν_d- запазд нейтроны, ν_p- общее количество нейтронов, β≤1%

∆k-реактивность, ∆k< β- усл управляемости реактора,( ∆k=k_эфф-1)

Т_ж =Т_{замедлит} + Т _{диффузии} + (β T_1/2)_{3 H} (β T_1/2)_{3 H}≈10 ^-1c

Если вместо графита вода : H_2- лучший замедлитель→быстро сбросит энергию,

Т_{замедлит} + Т _{диффузии} становится мало

Высокое обогащение необходимо чтобы шла цепная реакция иначе U-238 ее погасит

σ_{f (это сигма-если что)}

E_n

1 МэВ энергия вторичного нейтрона

Замедлитель недопустим в бомбе! K_эфф= ΰ Σ_f/ Σ_{f ×}Σ _с σ_f- сечение деления, σ_с- сечение радиац захвата , K< ΰ всегда, (ΰ-это ню с линией сверху-кол-во n на одно деление; ð_f микроскопическое деление, Σ-макроскопическое деление)

Плутониевые хвосты не делятся нейтронами→ U-235, Pu-239

2. Нейтронно-избыточные и нейтронно-дефицитные ядра. Типичные моды их распада.

Известны типы бета-распада: электронный распад ( превращение нейтрона в протон), позитронный распад (протона в нейтрон) и электронный захват. При электронном бета-распаде заряд ядра увеличивается на 1, при позитронном — уменьшается на 1; массовое число не меняется

НЕЙТРОННО-ИЗБЫТОЧНЫЕ ЯДРА - атомные ядра с более высоким числом нейтронов (N) по сравнению со стабильными ядрами с тем же Z (число протонов), наиб. распространёнными в природе. H. я. нестабильны и испытывают бета-распад ,испуская электроны (ß- -распад). По мере увеличения числа нейтронов нейтронно-избыточные ядра становятся всё менее устойчивыми: энергия ß- -распада возрастает, а период полураспада уменьшается. Обычно нейтронно-избыточные ядра образуются путём захвата нейтрона (или последоват. захвата неск. нейтронов) ядром, напр. в ядерных реакторах, а также при делении ядер тяжёлых элементов, имеющих более высокое отношение N/Z, чем ядра элементов середины периодич. системы элементов

ß- -распад

¹⁴С  ß-

A(Z,N)  A(Z+1,N-1) + e^- + _e

_e - антинейтрино

Так распадаются ядра, в кот нейтронов больше, чем нужно для стабильной конфигурации.

НЕЙТРОННО-ДЕФИЦИТНЫЕ ЯДРА - атомные ядра, имеющие меньшее число нейтронов (N) по сравнению со стабильными ядрами с тем же Z (число протонов), наиболее распространёнными в природе. Нейтронно-дефицитные ядра нестабильны и испытывают бета-распад, сопровождающийся испусканием позитронов (ß+ -распад) или захватом электронов с внутр. электронных оболочек (см. Электронный захват). По мере уменьшения числа нейтронов нейтронно-дефицитные ядра становятся всё менее устойчивыми: энергия, выделяющаяся при их распаде, увеличивается, а период полураспада уменьшается. Нейтронно-дефицитные ядра получаются в ядерных реакциях, приводящих к уменьшению отношения N/Z

ß+ -распад

¹¹С  ß+

A(Z,N)  A(Z-1, N+1) + e⁺ + _e

e⁺ - позитрон; _e – нейтрино

electro capture – электронный захват

A(Z,N)  ^(EC)  A(Z-1, N+1) – этот процесс невозможен в антимире (распад нейтронно-дефицитных ядер) – там это были бы нейтронно-избыточные.