Ядерные реакции и их основные типы.
Ядерными реакцияминазывается искусственное превращение атомных ядер при их взаимодействии как друг с другом, так и с ядерными частицами, в результате чего образуются новые ядра и новые частицы. Символически ядерную реакцию можно записать:
или (23.1),
где Х и У – исходное и конечное ядра, а и b – исходная и конечная частицы в реакции.
Ядерная реакция характеризуется энергией ядерной реакции , равной разности кинетических энергий частиц, полученных в результате реакции и кинетических энергий частиц, участвующих в реакции (23.2).
Если , реакция происходит с поглощением энергии и называется эндотермической; если , то реакция идет с выделением энергии, реакция называется экзотермической. В ядерных реакциях выполняются законы сохранения энергии, импульса, электрического заряда и массовых чисел. Если применить закон сохранения масс и энергий для ядерной реакции, то можно записать:
(23.3),
где - энергия покоя частиц или ядер.
Из (23.2) и (23.3) следует:
(23.4)
Ядерные реакции классифицируются по следующим признакам:
1) по роду участвующих в них частиц – реакции под действием нейтронов; реакции под действием заряженных частиц; реакции под действием g-квантов;
2) по энергии вызывающих их частиц – реакции при малых энергиях (порядка 1 эВ), происходящие в основном с участием нейтронов; реакции при средних энергиях (до нескольких МэВ), происходящие с участием g-квантов и заряженных частиц (протоны, a-частицы); реакции при высоких энергиях (сотни и тысячи МэВ), приводящие к рождению отсутствующих в свободном состоянии элементарных частиц и имеющие большое значение для их изучения;
3) по роду участвующих в них ядер – реакции на легких ядрах (А<50); реакции на средних ядрах (50<А<100); реакции на тяжелых ядрах (А> 100);
4) по характеру происходящих ядерных превращений – реакции с испусканием нейтронов; реакции с испусканием заряженных частиц; реакции захвата.
Первая в истории ядерная реакция осуществлена Э.Резерфордом (1919) при бомбардировке ядра азота a-частицамн, испускаемыми радиоактивным источником:
.
Другой пример ядерных реакций – реакция получения нейтронов (предсказана и доказана Д.Чэдвигом в 1932 г.):
.
Наиболее распространенными ядерными реакциями являются реакции деления тяжелых ядер и синтеза легких. Рассмотрим их более подробно.
Дата добавления: 2016-10-26; просмотров: 3052;