Ядерные реакции Задачи

 

Пример 3. Определить энергию Е, которую нужно затратить для отрыва нейтрона от ядра 2311Na.

Решение. После отрыва нейтрона число нуклонов А в ядре уменьшится на единицу, а число протонов Z останется неизменным;


получится ядро 22Na. Ядро 23Na можно рассматривать как устойчи­вую систему, образовавшуюся в результате захвата свободного нейтрона ядром 22Na. Энергия отрыва нейтрона от ядра 23Na равна энергии связи нейтрона с ядром 22Na (E=Eсв).

Выразив энергию связи нейтрона через дефект массы системы, по­лучим

E = Eсв = c2∆m = c2(m22Na + mn - M23Na Как и любая энергетическая система, АЭС выделят в окружающую среду вредные вещества, в том числе - радиоактивные.

При подстановке числовых значений заменяем массы ядер масса­ми нейтральных атомов. Так как число электронов в оболочках ато­мов 23Na и 22Na одинаково, то разность масс атомов 23Na и 22Na от такой замены не изменится:

Е == 931,4 МэВ/а. е. м. * 0,01334 а. е. м. = 12,42 МэВ.

После округления

E = 12,4 МэВ.

Ядра обычно находятся в состоянии с наименьшей энергией, это состояние называется основным. При попадании частиц с большой кинетической энергией в ядро, оно переходит в возбужденное неустойчивое состояние и через некоторое время делится на два более устойчивых ядра. Явление деления тяжелых атомных ядер на два ядра было открыто Ганом и Штрассманом в 1939г. при изучении взаимодействия нейтронов различных энергий и ядер урана. В 1940 г. российские физики К.А.Петржак и Г.И. Флеров обнаружили самопроизвольное (спонтанное) деление ядер урана. При реакции деления выделяется очень большая энергия, она высвобождается в виде кинетической энергии двух ядер-осколков, а также вылетающих при этом нейтронов, электронов, нейтрино, гамма - квантов. Основная часть энергии деления приходится на энергию ядер-осколков.
Физика, математика лекции учебники курсовые студенту и школьнику