Ядерные реакции и их основные типы. Реакторы. Термоядерные процессы.
Ядерные реакции – превращение атомных ядер при помощи взаимодействия с элементарными частицами или с друг с другом.
Наиболее распространенный вид ядерной реакции: 𝑋+𝑎→𝑌+𝑏
X и Y – исходные и конечные ядра
а и b – бомбардирующая и испускаемая в ядерной реакции частица.
В любой ядерной реакции выполняются законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, законы сохранения зарядовых и массовых чисел.
В отличии от радиационного распада(протекает с выделением энергии) ядерные реакции могут быть и экзотермические, и эндотермические.
Ядерные реакции делятся по :
1. Роду участвующих в них частиц;
2. Энергии вызывающих их частиц;
3. Роду участвующих в них ядер(А<50 лѐгкие, A 50-100средние, A>100 тяжѐлые);
4. Характеру происходящих ядерных превращений(с испусканием нейтронов, реакции захвата)
𝛼−распад;𝑋𝑍𝐴→𝑌𝑍−2𝐴−4+𝐻𝑒24 𝛽−−распад; 𝑋𝑍𝐴 →𝑌+𝑒−10𝑍+1𝐴𝛽+−распад; 𝑋→𝑌𝑍−1𝐴𝑍𝐴+𝑒+10 𝑋−материнское ядро;𝑍𝐴
Y – символ дочернего ядра
𝐻𝑒24 - гелий; 𝑒−10− электрон; 𝑒+10− позитрон;
При 𝛽+−распаде вместе с электроном испускается нейтрино(нейтральная частица) - 𝜈00е;
При 𝛽−−распаде испускается антинейтрино - 𝜈е−00;сопровождается превращением одного из нейтронов ядра в протон; 𝑛01→𝑝+𝑒−1011+𝜈𝑒00
|
|
|
𝛽+−распад; 𝑝01→𝑛+𝑒+1001+𝜈𝑒00;
Позитроны(р) могут рождаться при взаимодействии 𝛾−квантов большой энергии с веществом. 𝛾→е−10+е+10
При столкновении позитрона с электроном происходит их аннигиляция. е−10+е→2𝛾+10
Для многих ядер превращение протона в нейтрон происходит посредством электронного захвата, при котором ядро спонтанно захватывает электрон с одной из внутренних оболочек атома, испуская нейтрино. р 11+е→𝑛01+10+𝜈𝑒00
Ядерная реакция под действием нейтронов приводит к образованию нового изотопа исходного вещества 𝑋+𝑛→𝑌+𝛾𝑍𝐴+101𝑍𝐴
Реакция деления ядра заключается в том, что тяжѐлое ядро под действием нейтронов или других частиц делится на несколько более лѐгких ядер, близких по массе.
Реакция сопровождается испусканием двух-трѐх вторичных нейтронов(нейтроны деления), которые могут вызвать новые акты деления, что делает возможным осуществление цепной реакции деления.
Цепная реакция деления характеризуется коэффициентом размножения k нейтронов, который равен отношению числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении.
|
|
|
Необходимое условие для развития цепной реакции деления – k≥1. Минимальные размеры активной зоны, при которых возможна цепная реакция – критические размеры.
Минимальная масса делящегося вещества, необходимая для цепной реакции деления, - критическая.
Цепные реакции:
1.управляемые;
2.неуправляемые;
Управляемые цепные реакции осуществляются в ядерных реакторах, устройствах, в которых осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления.
Ядерные реакторы делятся по:
1. Характеру основных материалов, находящихся в активной зоне;
2. Характеру размещения ядерного топлива и замедлителя в активной зоне(гомогенные, гетерогенные);
3. Энергии нейтронов
4. По типу режима(непрерывные, импульсные);
5. По назначению.
Реакция синтеза атомных ядер, образование из лѐгких ядер более тяжѐлые, которые проходят при сверхвысоких температурах(≈107К и выше) – термоядерные
Элементарные частицы и их классификация. Античастицы. Типы взаимодействий элементарных частиц. Кварки.
Согласно современным представлениям в природе осущ. 4 типа фундаментальных взаимодействий : сильная, электромагнитная,слабая, гравитационная.
|
|
|
1)Сильная или ядерное взаимодействие обуславливает связь протонов и нейтронов в ядрах атомов и обеспеч. исключит. прочностьэтих образований, лежащих в основе стабильности
вещ-ва в земных условиях.
2)Электромагнитное взаимодействие харак-ся как взаимод. в основе которых лежит связь с электромагнитным полем.
3)Слабое взаимод. ответственное за взаимод. частиц, происх. с участием нейтрино и антинейтрино, характеризующихся довольно большим временем жизни распавшихся частиц (𝜏≥10−10 c).
4)Гравитационноевзаимод. присуще всем без искл. частицам,однако из-за малости масс элементарных частиц в процессах микромира не существенна. Сила взаимодействия примерно в 100 раз превышает электромагн. и в 1014 превышает слабое.Сильноевзаимод. происход. на расстоянии 10−15м, слабое в 10−19.
Радиус электромагн. практически не ограничен (гравитац. также).
Элементарные частицы:
1)фатоны-состоят только из 1 частицы фатона квант электромагн. излучения.
2)лептоны,учавствующ. только в электромагн. и слабом взаимод.К ним относят: электронное нейтрино,электрон.
3)адроны(греч-крупный)-обладают сильным взаимод.
на виду с сильным и слабым, элекромагн.
Для всех типов взаимодействия выполняются все
законы сохранения.
Кварки это элементарные частицы, то есть частицы,
которые не имеют своей внутренней структуры (по крайней мере так считается).Из кварков, в частности, состоят протоны и нейтроны.
Кварки:
Верхний, нижний, очарованный, странный, истинный,
прелестный.
Каждый кварк обладает специфической кварковой
характеристикой, цветом(желтый, синий, красный)
и ароматом.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 583; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!