Ядерные реакции Основные формулы

 

• Символическая запись ядерной реакции может быть дана или в развернутом виде, например

94Be + 11H -> 42He + 633Li

или сокращенно

9Be(p,α)6Li.

При сокращенной записи порядковый номер атома не пишут, так как он определяется химическим символом атома. В скобках на пер­вом месте ставят обозначение бомбардирующей частицы, на втором— частицы, вылетающей из составного ядра, и за скобками — химиче­ской символ ядра-продукта.

Для обозначения частиц приняты следующие символы: р — про­тон, п — нейтрон, d дейтон, t тритон, α — альфа-частица, γ — гамма-фотон.

Реакции под действием дейтонов

• Законы сохранения:

а) числа нуклонов A1+A2=A3+A4;

б) заряда Zl+Z2=Z3+Z4

в) релятивистской полной энергии El+E2=E3+E4

г) импульса р12=p3+p4.

Если общее число ядер и частиц, образовавшихся в результате реакции, больше двух, то запись соответственно дополняется.

• Энергия ядерной реакции

Q = c2[(m1+m2)-(m3+m4)],

где m1и m2— массы покоя ядра-мишени и бомбардирующей части­цы; m3+m4— сумма масс покоя ядер продуктов реакции.

Если m1+m2> m3+m4 , то энергия освобождается, энергетиче­ский эффект положителен, реакция экзотермическая.

Если m1+m2< m3+m4 то энергия поглощается, энергетический эффект отрицателен, реакция эндотермическая.

Энергия ядерной реакции может быть записана также в виде

Q = (T1+T2) – (T3+T4),

где T1 и T2 кинетические энергии соответственно ядра-мишени и бомбардирующей частицы; T3 и T4 — кинетические энергии вы­летающей частицы и ядра — продукта реакции.

При экзотермической реакции T3+T4>T1+T2 при эндотерми­ческой реакции T3+T4<T1+T2 .

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