Лекция 6 ДЕЛЕНИЕ АТОМНЫХ ЯДЕР

Размер: px
Начинать показ со страницы:

Download "Лекция 6 ДЕЛЕНИЕ АТОМНЫХ ЯДЕР"

Транскрипт

1 Лекция 6 ДЕЛЕНИЕ АТОМНЫХ ЯДЕР 1 Процесс деления атомных ядер Делением атомных ядер называют их распад на два осколка сравнимой массы. Деление может быть самопроизвольным (спонтанным) или вынужденным (вызванным взаимодействием с налетающей частицей). Деление энергетически выгодно для тяжелых ядер и является основным источником ядерной энергии. При этом энерговыделение составляет величину = 1 МэВ на один нуклон делящегося вещества или Дж/кг, что на много порядков превосходит энерговыделение всех других освоенных человеком источников энергии. Энергия деления используется в атомных электростанциях (реакторы) и атомном оружии. 1.1 Энергия деления То, что при делении тяжелых ядер выделяется энергия, следует из зависимости удельной энергии связи е=w ( A, Z ) / A от массового числа А. При делении тяжелого ядра образуются более легкие ядра, в которых нуклоны связаны сильнее, и часть энергии высвобождается. Если разделить ядро с А =240 ( ε = 7, 6 МэВ) на два осколка равной массы А1= А 2 = 120 (ε 1 =8,5 МэВ), то освободится энергия Е д е л = А ( ε 1 - ε )=240(8,5-7,6) МэВ = 220 МэВ. ( 1 ) Выразим энергию деления Е д е л через энергии связи начального и конечных ядер. Энергию начального ядра, состоящего из Z протонов и N нейтронов и имеющего массу М ( А, Z ) и энергию связи W ( A, Z ), запишем в следующем виде: М ( А, Z ) c 2 =(Zm p c 2 + Nm n c 2 ) - W ( A, Z ). ( 2 )

2 Если это ядро разделить на осколки с массами M 1 ( A 1, Z 1 ), М 2 (А 2, Z 2 ) и энергиями связи W 1 ( A 1, Z 1 ), W 2 ( A 2, Z 2 ), то для энергии деления имеем Выражение Е д е л = М ( А, Z ) c 2 - [ М 1 ( А 1, Z 1 ) c 2 + M 2 ( A 2, Z 2 ) c 2 ] = W 1 ( A 1, Z 1 )+W 2 ( A 2, Z 2 ) - W(A,Z), (3) причем A = A 1 + A 2 ; Z = Z 1 + Z 2 При анализе процесса деления удобно рассматривать ядро в модели жидкой капли и использовать формулу Вайцзеккера для энергии связи ядра. Для случая когда ядро делится на два одинаковых осколка c A1=А 2 = А / 2 и Z 1 =Z 2 =Z /2. пренебрегая незначительной энергией спаривания ζа и полагая Z ( Z - 1 )=Z 2 получаем (слагаемые объемной энергии и энергии симметрии сокращаются) Е дел = 2W ( A / 2, Z/2) - W(A, Z) = =[E пов (A,Z)+E кул (A,Z)]2[E пов (A/2,Z/2)+E кул (A/2,Z/2)]=β[A 2/3 2(A/2) 2/3 ]+ γ[(z 2 /A 1/3 )- 2(Z/2) 2 /(A/2) 1/3 =βa 2/3 (1-2 1/3 )+γ(z 2 /A 1/3 )*(1-1/4 1/3 )=0,37*β(Z 2 /A 1/3 )-0,26*γA 2/3 (4) Откуда следует, что деление энергетически выгодно (Е дел > 0) в том случае, когда [0,37*β(Z 2 /A 1/3 )-0,26*γA 2/3 ] > 0 т.е. когда Z 2 /A>0,26β/0,37γ=(0,26/0,37)*(17,2/0,72)=17 (5) Здесь γ=0,72 Мэв и β= 17,2 Мэв. Величина Z 2 /A называется параметром деления, Z 2 /А=17для ядер с А>90. Таким образом, деление энергетически выгодно для тяжелых ядер. Из соотношения (4) следует, что энергия деления Е дел определяется изменениями поверхностной (Е пов = βа 2/3 ) и кулоновской (Е кул = γz(z-1) А 1/3 ) энергий при переходе от начального ядра к двум его осколкам. В выражение (2) для энергии ядра входит сумма поверхностной и

3 кулоновской энергий Е пов + E к у л. При делении Е пов возрастает, так как возрастает площадь ядерной поверхности (суммарная площадь поверхностей осколков больше площади поверхности начального ядра), а Е кул уменьшается, так как увеличивается среднее расстояние между протонами. Для того чтобы при делении освобождалась энергия (Е дел > 0) необходимо, чтобы уменьшение Е кул превышало увеличение Е пов. В рассмотренном выше примере деления ядра с А = 240 на два равных осколка уменьшение кулоновской энергии превышает увеличение поверхностной энергии примерно на 220 МэВ. 1.2 Продукты деления Осколки - не единственный продукт деления. Отношение числа нейтронов к числу протонов в ядрах с А = 240 примерно 1,6, в то время как у стабильных ядер, имеющих массу, близкую к массе осколков, это отношение изменяется в пределах 1,25-1,45. Осколки в момент образования сильно перегружены нейтронами. Поэтому в осколках происходит β-распад, восстанавливающий баланс между числом нейтронов и протонов в ядре. Осколки испытывают последовательный β-распад, причем заряд первичного осколка может увеличиваться на 4-6 единиц. Восстановление «нормального» соотношения числа нейтронов и протонов происходит также за счет вылета мгновенных нейтронов деления. Эти нейтроны испускаются движущимися осколками за время, меньшее, чем 4*10-14 с. В среднем в каждом акте деления испускается 2-3 мгновенных нейтрона. Энергетический спектр мгновенных нейтронов непрерывный с максимумом около 1 МэВ (рис. 1). Испускание более одного нейтрона в каждом акте деления дает возможность получать энергию за счет цепной ядерной реакции деления. Небольшая доля (~ 1 %) нейтронов испускается с некоторым запаздыванием относительно момента деления (так называемые запаздывающие нейтроны). Время запаздывания достигает 1 мин. Запаздывающие нейтроны испускаются

4 Рис 1. Энергетический спектр нейтронов (в МэВ), испущенных при делении тепловыми нейтронами ядра 235 U осколками после предварительного β-распада, оказавшимися в результате этого распада в состояниях с энергией возбуждения, превышающей энергию отделения нейтрона В т Для делящегося ядра любого вида имеется несколько групп запаздывающих нейтронов, различающихся периодами полураспада. Например, группа нейтронов с наибольшим периодом полураспада связана с образованием ядра 87 Вг. Это ядро в результатеβ-распада (t 1/2 =55,6 с) образует ядро 87 Кг. Рис. 2 Схема запаздывающих нейронов из ядра Кr

5 В 70% случаев распада ядро 87 Кг образуется с энергией возбуждения больше 2,1 МэВ, что достаточно для испускания нейтрона. В результате вылетанейтрона из ядра 87 К r образуется стабильное ядро 87 'Кr, имеющее полностью заполненную нейтронную оболочку с N = 50 (рис. 1). Часть энергии деления уносится γ-квантами, которые испускают осколки сразу после вылета мгновенных нейтронов (мгновенное γ-излучение, а такжеγ-квантами, испускающимися после β-распада осколков (γ-излучение продуктов распада).как распределяется энергия деления между различными продуктами этого процесса? Как показывает нижеследующий пример, основная часть энергии деления освобождается в виде кинетической энергии осколков. Пример. Показать, что основная часть энергии деления освобождается в виде кинетической энергии осколков. Решение. Такой вывод следует из того, что кулоновская энергия двух соприкасающихся осколков приблизительно равна энергии делении. Под действием электрических сил отталкивания кулоновская энергия осколков переходит в их кинетическую энергию. Оценим величину кулоновской энергии соприкасающихся одинаковых осколков: Е кул =(ez) 2 /2R (6) где Z и R заряд и радиус осколков. При делении урана ( А =240, Z = 92) на два одинаковых осколка (симметричное деление), оценивая радиус каждого из них с помощью выражения R =1,2А 1/3 Фм, получаем Е кул =(4,8*10-10 СГСЕ*46) 2 /2*6*10-13 см*1,6*10-6 эрг/мэв=250мэв

6 Число делении, 0,001% Рис.3.Массовое распределение осколков деления 235 U тепловыми нейтронами Характерной особенностью деления является то, что осколки, как правило, существенно различаются по массам, т. е. преобладает асимметричное деление. Так, в случае наиболее вероятного деления изотопа урана 236U(его получают в реакции реакции n+236u), отношение масс осколков равно 1,46. Тяжелый осколок имеет при этом массовое число 139 (ксенон), а легкий 95 (стронций). С учетом испускания двух мгновенных нейтронов рассматриваемая реакция деления имеет вид n=236u 236U 95Sr 139Xe 2n Распределение по массам осколков деления (236/92)U нейтронами тепловых энергий показано на рис.3.

7 3. Среди осколков деления наблюдались осколки в широком диапазоне A (72-161) и Z (30-65). Вероятность деления на два равных по массе осколка не равна нулю, хоти и незначительна. Так, вероятность симметричного деления 236U под действием тепловых нейтронов примерно на три порядка меньше, чем вероятность деления на осколки с A=139 и 95. Капельная модель не исключает возможности асимметричного деления, однако не объясняет основных закономерностей такого деления. Асимметричное деление можно объяснить влиянием оболочечной структуры ядра. Ядро стремится разделиться таким образом, чтобы основная часть нуклонов каждого осколка образовала устойчивый магический остов. При наиболее вероятном делении 236U и тепловыми нейтронами легкий осколок ( А=95) приобретает кинетическую энергию =100 МэВ, а тяжелый (А=139)- около 67 МэВ. Таким образом, суммарная кинетическая энергия осколков * 167 МэВ. Полная энергия деления в данном случае составляет 200 МэВ. Таким образом, оставшаяся энергия (33 МэВ) распределяется между другими продуктами деления (нейтроны, электроны и антинейтрино β-распада осколков, γ-излучение осколков и продуктов их распада). Распределение энергии деления между различными продуктами при делении 235 U и тепловыми нейтронами дано в табл. 1. Таблица 1 осколок ( А=95) приобретает кинетическую энергию =100 МэВ, а тяжелый ( А= 139)- около 67 МэВ. Таким образом, суммарная кинетическая энергия осколков * 167 МэВ. Полная энергия деления в данном случае составляет 200 МэВ. Таким образом, оставшаяся энергия (33 МэВ) распределяется между другими продуктами деления (нейтроны, электроны и антинейтрино β-распада осколков, γ-излучение осколков и продуктов их распада). Распределение энергии деления между

8 различными продуктами при делении 235U и тепловыми нейтронами дано в табл. 1 Кинетическая энергия осколко Мгновенные нейтроны Электроны β-распада Антинейтрино β-распада Мгновенное γ-излучение γ-излучение продуктов распада Полная энергия деления 167МэВ 5МэВ 5 МэВ 10 МэВ 7МэВ 6 МэВ 200МэВ Механизм деления Деление энергетически выгодно для ядер с Z 2 /А > 17, т.е. для ядер с А > 90. Почему же большинство тяжелых ядер устойчиво по отношению к спонтанному делению? Ответ можно получить, рассматривая механизм деления. В процессе деления форма ядра последовательно проходит через следующие стадии (рис. 4): шар, эллипсоид, гантель, два грушевидных осколка, два сферических осколка. Как меняется энергия ядра на различных стадиях деления? Изменение энергии определяется изменением суммы поверхностной кулоновской энергий Е пов + Е кул начального ядра и осколков деления. На рис. 5 показано, как изменяется Е пов. Ё кул и их сумма в зависимости от расстояния между центрами осколков при делении 236 U из основного состояния на два асимметричных фрагмента ядра ксенона и стронция (8). Радиусы ядер ксенона и стронция равны соответственно 6,2 и 5,5 Фм, поэтому точка r = 12 Фм на графике (рис. 5) соответствует практически соприкасающимся сферическим осколкам.

9 Рис. 4. Стадии процесса деления ядра после захвата нейтрона Место для формулы. Суммарная поверхностная энергия осколков Enoв достигает при этом максимального значения E max пов =β(a 2/3 xe+a 2/3 Sr)=17,2(139 2/ /3) МэВ= =( ) МэВ=820 МэВ (9) и при дальнейшем увеличении r не изменяется. Суммарная кулоновская энергия E кул при r>12 Фм складывается из суммы «внутренних» кулоновских энергий осколков γ[(z 2 1/A 1/3 1)+(Z 2 2/A 1/3 2)] и энергии кулоновского взаимодействия осколков е 2 Z 1 Z 2 /r E кул (r>12фм)=γ((z 2 1/A 1/3 1)+(Z 2 2/A 1/3 2)) + e 2 Z xe Z Sr /r=( )мэв+ е 2 Z 1 Z 2 /r = 620МэВ+е 2 Z 1 Z 2 /r (10

10 Рис 5. Зависимость поверхностной и кулоновской энергий осколков деления и их суммы от расстояния между центрами осколков для наиболее вероятного варианта деления 236U. Точка 12 Фм на оси расстояний отвечает сумме радиусов сферических осколков Хе и Sr. т.е. стадии необратимого разделения ядра на два осколка. При бесконечном удалении осколков кулоновская энергия стремится к минимальному значению Е min кул= 620 МэВ, целиком определяемому суммой их кулоновских энергий. Найдем значение Е пов +E кул в исходном ядре 236 U: (E пов +E кул ) u =βa 2/3 u+γ*z 2 u/a 2/3 u=(17,2*236 2/3 +0,72*92 2 /236 1/3 )МэВ= =( )МэВ=1640 МэВ (11) Из (9), (10) и (1 1 ) следует, что при делении 236 U выделяется энергия (E пов +E кул ) u -(E max пов+e min кул) u =1640-( )МэВ=200 МэВ

11 E пов +E кул при увеличении r от начального значения r=0 сначала растет, а затем уменьшается. Таким образом, возникает потенциальный барьер, препятствующий мгновенному (за характерное ядерное время ~ с) спонтанному делению исходного ядра из основного состояния. В случае 236 U величина барьера около 6 МэВ. Барьер возникает потому, что поверхностная энергия с увеличением r (при r<10 Фм) растет быстрее, чем уменьшается кулоновская энергия. Ядро 236 U в основном состоянии практически стабильно. Его период полураспада 2,3 * 10 7 лет. Если внести в ядро небольшую энергию, то оно может изменять форму от сферической до эллипсоидальной, совершая небольшие колебания относительно исходного «сферического» состояния. Однако при передаче ядру 236 U энергии, большей величины барьера (6 МэВ), изменение формы ядра становится необратимым. При делении 235 U тепловыми нейтронами составное ядро 236 U получает энергию возбуждения, равную энергии отделения В n нейтрона от ядра (кинетическая энергия теплового нейтрона сотые доли электронвольта, и добавкой к энергии возбуждения 236 U этой величины можно пренебречь). Так как В n ( 236 U) = 6.5 МэВ, т.е. превышает барьер деления, то 236 U делится. Вынужденное деление может быть вызвано не только нейтронами, но и другими частицами, но использование нейтронов выгоднее, так как их захвату ядром не препятствует кулоновский барьер и эффективное сечение захвата нейтронов велико. Рассмотрение динамики деления позволяет понять, как изменяется величина барьера деления при изменении массового числа А и заряда ядра Z. Для этого достаточно проследить, как изменяются поверхностная и кулоновская энергии при малых значениях r, т.е. при небольших отклонениях формы исходного ядра от сферической. Пусть ядро принимает форму вытянутого аксиально-симметричного эллипсоида, причем отклонение от исходной сферической формы незначительно (случай малых деформаций). Тогда, при условии, что объем ядра не изменяется (ядерная материя практически несжимаема), величины малой и большой осей ядерного эллипсоида даются выражениями

12 a=r/(1+e) 1/2, b=r(1+ε), (13) где R радиус исходного ядра, а ε - малый параметр. Действительно, объемы эллипсоида и сферы при этом будут равными: 4/3(πba 2 )=4/3(πR 3 ) Поверхностная и кулоновская энергии ядерного эллипсоида могут быть записаны в следующем виде: E пов =βa 2/3 (1+2ε 2 /5+...), E кул =γ(z 2 /A 1/3 )*(1-ε 2 /5+...). (14) Отсюда следует, что изменение полной энергии ядра при переходе от сферической формы к эллипсоиду определяется соотношением ΔE=(ε 2 /5)*(2βA 2/3 - γz 2 /A 1/3 ) (15) Барьер возникает тогда,когдаδе>0, т.е при Z 2 /A < 2β/γ=48 (16) причем высота барьера тем меньше, чем меньше выражение в скобках (15), т. е. чем больше параметр деления Z 2 /А. На рис 6 показана зависимость формы и высоты барьера деления, а также энергии деления от величины параметра Z 2 / А. При Z 2 /А= 48 барьер деления исчезает и ядра с таким или большим параметром деления неустойчивы к мгновенному (за время ~ c)спонтанному делению. Спонтанное деление ограничивает область существования устойчивых или долгоживущих ядер со стороны больших значений Z и а. Так, например, Z 2 /а = 48 для ядра с а = 270 и Z = 114. Вероятность спонтанного деления растет с увеличением параметра деления Z /а, т.е. с уменьшением высоты барьера. В целом период спонтанного деления уменьшается при переходе от менее тяжелых ядер к более тяжелым от t 1/2 =10 20 лет для Th(торий) до 6мкс для No(нобелий)

13 Рис.6 Зависимость формы и высоты потенциального барьера, а также энергии деления от величины параметра Z 2 /A. Двусторонняя вертикальная стрелка показывает высоту барьера Зависимость периода полураспада t 1 / 2 спонтанного деления от высоты барьера деления столь же резкая, как и при α-распаде. То, что при делении каждого ядра испускается больше одного (обычно 2-5) нейтрона, открывает возможность осуществления цепной реакции деления. Если большинство нейтронов будет захватываться ядрами делящегося вещества и вызывать их деление, то на каждом следующем шаге количество актов деления будет увеличиваться в 2-3 раза по сравнению с предыдущим, что приведет к стремительному (взрывному) возрастанию со временем выделяющейся энергии. Это происходит при взрыве атомной бомбы. Скоростью цепной реакции деления можно управлять, добиваясь сравнительно медленного и постоянного энерговыделения. Это осуществляется в ядерных реакторах. 2. Цепная реакция деления

14 Рассмотрим механизм цепной реакции деления. При делении тяжелых ядер под действием нейтронов возникают новые нейтроны. Например, при делении ядра урана U в среднем возникает 2,4 нейтрона. Часть этих нейтронов снова может вызвать деление ядер. Допустим, что в новую реакцию деления вступают в среднем 2 нейтрона. Тогда в k-м «поколении» из одного нейтрона в среде образуются 2 k новых. Такой лавинообразный процесс называется цепной реакцией. Цепная реакция деления идет в среде, в которой происходит процесс размножения нейтронов. Такая среда называется активной средой. Важнейшей физической величиной, характеризующей интенсивность размножения нейтронов, является коэффициент размножения нейтронов k. Коэффициент размножения равен отношению количества нейтронов в одном поколении к их количеству в предыдущем поколении. Индекс оо указывает, что речь идет об идеальной среде бесконечных размеров. Аналогично величине к определяется коэффициент к размножения нейтронов в физической системе конечных размеров. Коэффициент к является характеристикой конкретной установки. В делящейся среде конечных размеров часть нейтронов будет уходить из активной зоны наружу. Поэтому коэффициент к зависит от вероятности Р для нейтрона не уйти из активной зоны. По определению к=к *Р ( 1 7 ) Величина Р зависит от состава активной зоны, ее размеров, формы, а также от того, в какой степени вещество, окружающее активную зону, отражает нейтроны. С возможностью ухода нейтронов за пределы активной зоны связаны важные понятия критической массы и критических размеров. Критическим размером называется размер активной зоны, при котором к = 1. Критической массой называется масса активной зоны критических размеров. При массе ниже

15 критической размножение нейтронов не происходит, даже если к > 1. Наоборот, заметное превышение критической массы ведет к неуправляемой реакции -взрыву. Если в первом поколении имеется N нейтронов, то в n-м поколении их будет N k n. Поэтому при к=1 цепная реакция идет стационарно, при к<1 реакция гаснет, а при к>1 интенсивность реакции нарастает. При к=1 режим реакции называется критическим, при k>1-надкритическим и при к<1-подкритическим. Время жизни нейтронов т одного поколения сильно зависит от свойств среды и имеет порядок от 10-4 до 10-8 с. Из-за малости этого времени для осуществления управляемой цепной реакции надо с большой точностью поддерживать равенство к = 1, так как, скажем, при к = 1,01 система почти мгновенно взорвется. ГЛАВНОЕ В ЭТОЙ ЛЕКЦИИ Делением атомных ядер называют их распад на два осколка сравнимой массы. Деление может быть самопроизвольным (спонтанным) или вынужденным (вызванным взаимодействием с налетающей частицей). Деление энергетически выгодно для тяжелых ядер и является основным источником ядерной энергии. При этом энерговыделение составляет величину = 1 МэВ на один нуклон делящегося вещества или Дж/кг. Z Деление энергетически выгодно, когда Величина A Z 2 называется A параметром деления. Для иттрия параметр деления равен 17. Таким образом, деление энергетически выгодно для всех ядер тяжелее иттрия. Осколки - не единственный продукт деления. Отношение числа нейтронов к числу протонов в ядрах с А = 240 примерно 1,6, в то время как у стабильных ядер, имеющих массу, близкую к массе осколков, это отношение изменяется в пределах 1,25-1,45. Осколки в момент образования сильно перегружены

16 нейтронами. Поэтому в осколках происходит β-распад, восстанавливающий баланс между числом протонов и нейтронов в ядре. Восстановление «нормального» соотношения числа нейтронов и протонов происходит также за счет вылета мгновенных нейтронов деления. В среднем в каждом акте деления испускается 2-3 мгновенных нейтрона. Энергетический спектр мгновенных нейтронов непрерывный с максимумом около 1 МэВ (рис. 1). Испускание более одного нейтрона в каждом акте деления дает возможность получать энергию за счет цепной ядерной реакции деления. Характерной особенностью деления является то, что осколки, как правило, существенно различаются по массам, т. е. преобладает асимметричное деление. Цепная реакция деления идет в среде, в которой происходит процесс размножения нейтронов. Такая среда называется активной средой. Важнейшей физической величиной, характеризующей интенсивность размножения нейтронов, является коэффициент размножения нейтронов k. Коэффициент размножения равен отношению количества нейтронов в одном поколении к их количеству в предыдущем поколении. Индекс указывает, что речь идет об идеальной среде бесконечных размеров. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Задача 1. Найти энергию, необходимую для разделения ядра 16 О на α- частицу и ядро 12 C, если известно, что энергии связи ядер 16 О, 12 С и 4 Не равны 127,62; 92,16 и 28,30 МэВ. Решение. Выкладки, аналогичные тем, которые сделаны в задаче 7 приводят к следующему результату:

17 ΔW α ( 16О) = ΔW ( 16О) ΔW ( 4Не) ΔW ( 12С) = 127,62 92,16 28,30 = 7,16 МэВ. Задача 2. Определить энергию, необходимую для разделения ядра 16 О на четыре одинаковые частицы. Решение. При разделении ядра 16 8 О на четыре одинаковых фрагмента образуются ядра с нуклонным составом (4,2), которые являются α-частицами. По общему правилу энергия разделения ядра 16 О на четыре α- частицы равна: ΔW 4 α ( 16 О) = [4Δα Δ( 16 О)] 931,5 = [4 0, ,005085] 931,5 = = 14,4 М э В Задача 3. Используя формулу Вайцзеккера, получить соотношение для вычисления энергии спонтанного деления на два одинаковых осколка и рассчитать энергию симметричного деления ядра 238U. Решение Энергия деления ядра на два одинаковых осколка Qf = (mисх - 2mоск) = 2Wоск - Wисх, где mисх и mоск - массы исходного ядра и каждого из осколков, а Wисх и Wоск - их энергии связи. Формула Вайцзеккера для энергии связи ядра где a1 = МэВ, a2 = 17.8 МэВ, a3 = 0.71 МэВ, a4 = 94.8 МэВ, a5 = 0 для ядер с нечетным A, a5 = +34 МэВ для четно- четных ядер и a5 = - 34 МэВ для нечетно- нечетных ядер. Последний член a5/a3/4 вследствие его малости рассматривать не будем. При делении исходного ядра (Aисх, Zисх) на два одинаковых осколка (Aоск, Zоск) их массовые числа и заряды имеют следующие соотношения: Aоск = Aисх/2 и Zоск = Zисх/2. Энергия,

18 деления ядра будет зависеть только от второго и третьего членов формулы Вайцзеккера - поверхностной и кулоновской энергии: Поверхностная энергия осколков Кулоновская энергия осколков. Энергия деления ядра Qf выделяется в результате изменения кулоновской и поверхностной энергии исходного ядра и осколков.


Семинар 12. Деление атомных ядер

Семинар 12. Деление атомных ядер Семинар 1. Деление атомных ядер На устойчивость атомного ядра влияют два типа сил: короткодействующие силы притяжения между нуклонами, дальнодействующие электромагнитные силы отталкивания между протонами.

Подробнее

Микромир и Вселенная

Микромир и Вселенная Микромир и Вселенная ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР Структура материи Молекулы T = 300 К Атомы ( N, Z) e Атомные ядра ( N, Z ) e Стабильные частицы p протон (uud) e n нейтрон (udd) 885,7 c n pe e n Адроны Лептоны Барионы

Подробнее

Ядерная физика и Человек

Ядерная физика и Человек Ядерная физика и Человек ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР ЭНЕРГИЯ АННИГИЛЯЦИЯ АННИГИЛЯЦИЯ = 100 тонн угля Механика Химия Ядерная физика Энергия связи ядра W(A,Z) 2 M ( A, Z) c W ( A, Z) p 2 ( ) 2 n Z m c A Z m c Удельная

Подробнее

Лекция 3 Модель жидкой капли. 1. О ядерных моделях

Лекция 3 Модель жидкой капли. 1. О ядерных моделях Лекция Модель жидкой капли.. О ядерных моделях Свойство насыщения ядерных сил, вытекающее, в ою очередь, из их короткодействия и отталкивания на малых расстояниях, делает ядро похожим на жидкость. Силы,

Подробнее

Рождение и жизнь атомных ядер

Рождение и жизнь атомных ядер Рождение и жизнь атомных ядер ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР Деление ядер. История 1934 г. Э. Ферми, облучая уран тепловыми нейтронами, обнаружил среди продуктов реакции радиоактивные ядра. 1939 г. О. Ган и Ф. Штрассман

Подробнее

СЕМИНАР 11 Ядерные реакции. Деление атомных ядер. Ядерные реакции

СЕМИНАР 11 Ядерные реакции. Деление атомных ядер. Ядерные реакции СЕМИНАР 11 Ядерные реакции. Деление атомных ядер Ядерные реакции Порог реакции a A B b в лабораторной системе координат (ЛСК) даётся формулой (E a,b ) порог = Q (1 m a Q m A m A c ), где Q = (W B W b )

Подробнее

«Формула Вайцзеккера»

«Формула Вайцзеккера» Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова Физический факультет Реферат на тему: «Формула Вайцзеккера» Автор: Петров Александр, группа 214 Москва, 2016 1. Введение В 1936 году Нильс Бор

Подробнее

Реферат. На тему «Формула Вайцзеккера» Выполнила студентка 209 группы Зюзина Нина

Реферат. На тему «Формула Вайцзеккера» Выполнила студентка 209 группы Зюзина Нина Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова Физический факультет Реферат На тему «Формула Вайцзеккера» Выполнила студентка 209 группы Зюзина Нина Москва, 2016 Оглавление Введение или немного

Подробнее

Свойства атомных ядер. N Z диаграмма атомных ядер

Свойства атомных ядер. N Z диаграмма атомных ядер Лабораторная работа 1 Свойства атомных ядер Цель работы: научиться пользоваться современными базами данных в научно-исследовательской работе, получить более углубленное представление о материале, изучаемом

Подробнее

И протон, и нейтрон обладают полуцелым спином

И протон, и нейтрон обладают полуцелым спином Конспект лекций по курсу общей физики. Часть III Оптика. Квантовые представления о свете. Атомная физика и физика ядра Лекция 1 9. СТРОЕНИЕ ЯДРА 9.1. Состав атомного ядра Теперь мы должны обратить наше

Подробнее

ДЕЛЕНИЕ. Рождение и жизнь атомных ядер. Энергетика

ДЕЛЕНИЕ. Рождение и жизнь атомных ядер. Энергетика Микромир и Вселенная 2017 ДЕЛЕНИЕ Рождение и жизнь атомных ядер. Энергетика 2 N-Z диаграмма атомных ядер α-распад β+ распад β- распад деление СЛИЯНИЕ Удельная энергия связи ядра ε(a,z) 0,8 0,6 ДЕЛЕНИЕ

Подробнее

Ядерные реакции под действием нейтронов

Ядерные реакции под действием нейтронов Ядерные реакции под действием нейтронов Упругое рассеяние n ( A, Z) n ( A, Z) Непругое рассеяние n ( A, Z) n ( A, Z) Радиационный захват n ( A, Z) ( A 1, Z) ( n, p) - реакция n ( A, Z) p ( A, Z 1) ( n,

Подробнее

СЕМИНАР 9 0,72. Здесь в последнем слагаемом (энергия спаривания) +1 для чётно чётного ядра, 0 для нечётного ядра, 1 для нечётно нечётного ядра.

СЕМИНАР 9 0,72. Здесь в последнем слагаемом (энергия спаривания) +1 для чётно чётного ядра, 0 для нечётного ядра, 1 для нечётно нечётного ядра. СЕМИНАР 9 Темы семинара: 1. Энергия связи ядер. Формула Вайцзеккера. 2. Энергия отделения нуклонов. Энергия связи ядра W(A, Z) и масса ядра M(A, Z). Формула Вайцзеккера: W(A, Z) = [Zm p + (A Z)m n ]c 2

Подробнее

Лекция 4. СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР Масса ядра и Энергия связи

Лекция 4. СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР Масса ядра и Энергия связи Лекция 4 СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР Масса ядра и Энергия связи Масса частиц в связанном состоянии: Массу ядра образуют массы нуклонов. Однако M я суммарная масса нуклонов больше массы ядра. Этот

Подробнее

Введение в ядерную физику

Введение в ядерную физику 1. Предмет «Ядерная физика». 2. Основные свойства атомных ядер. 3. Модели атомных ядер. 4. Радиоактивность. 5. Взаимодействие излучения с веществом. 1 6. Ядерные реакции. Законы сохранения в ядерных реакциях.

Подробнее

Деление ядер. История 1934 г. Э. Ферми, облучая уран тепловыми нейтронами, обнаружил среди продуктов реакции радиоактивные ядра.

Деление ядер. История 1934 г. Э. Ферми, облучая уран тепловыми нейтронами, обнаружил среди продуктов реакции радиоактивные ядра. ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР Деление ядер. История 1934 г. Э. Ферми, облучая уран тепловыми нейтронами, обнаружил среди продуктов реакции радиоактивные ядра. 1939 г. О. Ган и Ф. Штрассман обнаружили среди продуктов реакций

Подробнее

Лекция 23 Атомное ядро

Лекция 23 Атомное ядро Сегодня: воскресенье, 8 декабря 2013 г. Лекция 23 Атомное ядро Содержание лекции: Состав и характеристики атомного ядра Дефект массы и энергия связи ядра Ядерные силы Радиоактивность Ядерные реакции Деление

Подробнее

Лекция 3 СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР

Лекция 3 СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР Лекция 3 СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР Атомные ядра условно принято делить на стабильные и радиоактивные. Условность состоит в том что, в сущности, все ядра подвергаются радиоактивному распаду, но

Подробнее

Ядро атома. Ядерные силы. Структура атомного ядра

Ядро атома. Ядерные силы. Структура атомного ядра Ядро атома. Ядерные силы. Структура атомного ядра На основе опытов Резерфорда была предложена планетарная модель атома: r атома = 10-10 м, r ядра = 10-15 м. В 1932 г. Иваненко и Гейзенберг обосновали протон-нейтронную

Подробнее

Раздел 4 Атомные ядра и элементарные частицы

Раздел 4 Атомные ядра и элементарные частицы Раздел 4 Атомные ядра и элементарные частицы Тема 1. Атомное ядро. Радиоактивность 1.1. Строение ядра. Размеры ядер. Модели ядра Протонно-нейтронная модель ядра Иваненко и Гейзенберг 1932 г. Пример: Модель

Подробнее

2. Радиоактивные (их около 3200). Для этой категории

2. Радиоактивные (их около 3200). Для этой категории Нуклид это ядро с определенным числом протонов (Z) инейтронов(n) В природе существует и искусственно получено большое число нуклидов ядер с различными Z и A = Z + N. Диапазон изменений Z и A для известных

Подробнее

некоторых лёгких элементов. одинаковые осколки; 3) ядра атомов гелия (альфа-частицы), протоны, нейтроны и ядра

некоторых лёгких элементов. одинаковые осколки; 3) ядра атомов гелия (альфа-частицы), протоны, нейтроны и ядра Радиоактивность это испускание атомными ядрами излучения вследствие перехода ядер из одного энергетического состояния в другое или превращения одного ядра в другое. Атомные ядра испускают: 1)электромагнитные

Подробнее

Лабораторная работа 7 Деление ядер. 1. Введение. Целью работы является изучение энергетического спектра осколков деления 235

Лабораторная работа 7 Деление ядер. 1. Введение. Целью работы является изучение энергетического спектра осколков деления 235 Лабораторная работа 7 Деление ядер Целью работы является изучение энергетического спектра осколков деления 235 92 U под действием тепловых нейтронов. 1. Введение 2. Капельная модель ядра, энергия связи

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 10 ЯДЕРНЫЕ МОДЕЛИ. РАДИОАКТИВНОСТЬ

ЛЕКЦИЯ 10 ЯДЕРНЫЕ МОДЕЛИ. РАДИОАКТИВНОСТЬ ЛЕКЦИЯ 10 ЯДЕРНЫЕ МОДЕЛИ. РАДИОАКТИВНОСТЬ В прошлый раз мы начали изучать квантовую систему «ядро». В нем работает протоннейтронная модель ядра. Плотность этого вещества 10 1 г/см 3. Спин протонов и нейтронов

Подробнее

Тайны атомных ядер 2017

Тайны атомных ядер 2017 Тайны атомных ядер 2017 Модели атомных ядер Rядра (1, 2 1,3) A 1/3 M Zm Nm E ядра p n связи ядер Свойства атомных ядер Свойства атомных ядер Магические числа 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Ядерные оболочки

Подробнее

Нейтронная радиоактивность

Нейтронная радиоактивность Нейтронная радиоактивность Ю. Ю. Овчаров По существующим оценкам возможное число атомных ядер, существующих в природе, составляет около 6500. Однако в настоящее время известно лишь около 3500 атомных ядер.

Подробнее

Спонтанное деление 252 Cf

Спонтанное деление 252 Cf Лабораторная работа 15 Спонтанное деление Cf Целью работы является изучение энергетического спектра осколков спонтанного деления различным каналам. Cf и определение отношения вероятностей распада Cf по

Подробнее

РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. Окунев Дмитрий Олегович Кафедра физики, 216н

РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. Окунев Дмитрий Олегович Кафедра физики, 216н РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Окунев Дмитрий Олегович Кафедра физики, 216н Н.А. ОПАРИНА, О.Н. ПЕТРОВИЧ РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ для студентов технических специальностей, Новополоцк 2003 1.

Подробнее

Рис.6. ZX A Z+1 Y A + -1 e 0, т. е. выполняются те же законы сохранения.

Рис.6. ZX A Z+1 Y A + -1 e 0, т. е. выполняются те же законы сохранения. Конспект лекций по курсу общей физики. Часть III Оптика. Квантовые представления о свете. Атомная физика и физика ядра Лекция 14 9. СТРОЕНИЕ ЯДРА (продолжение) 9.5. Радиоактивность Радиоактивностью называется

Подробнее

Профессор И.Н.Бекман ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Профессор И.Н.Бекман ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Профессор И.Н.Бекман ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Лекция 9. ЭКЗОТИЧЕСКИЕ ТИПЫ РАСПАДА Долгое время типы распадов исчерпывались тремя рассмотренными в предыдущей лекции типами, а также самопроизвольным делением. Однако

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 11 МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС. ЯДЕРНЫЕ МОДЕЛИ

ЛЕКЦИЯ 11 МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС. ЯДЕРНЫЕ МОДЕЛИ ЛЕКЦИЯ 11 МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС. ЯДЕРНЫЕ МОДЕЛИ 1. Правила отбора В отсутствие магнитного поля наблюдаются две линии перехода натрия. Это продемонстрировано на рисунке (11.1). Рис. 11.1 Переход с 3P 3 на

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 11 ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

ЛЕКЦИЯ 11 ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ ЛЕКЦИЯ 11 ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ Продолжаем изучать атомные ядра. 1. Диаграмма стабильности ядер. Долина стабильности На рис. 11.1 показана диаграмма стабильности ядер. Если сдвинуться из этой долины, то тогда

Подробнее

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Энергия связи ядра. 2 Gm , , ,

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Энергия связи ядра. 2 Gm , , , И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Энергия связи ядра Темы кодификатора ЕГЭ: энергия связи нуклонов в ядре, ядерные силы. Атомное ядро, согласно нуклонной модели, состоит из нуклонов протонов

Подробнее

Ядерная физика и Человек

Ядерная физика и Человек Ядерная физика и Человек Модели атомных ядер Rядра (1, 2 1,3) A 1/3 M Zm Nm E ядра p n связи ядер Модель жидкой капли 3 W( A, Z) А А 2 Z( Z 1) 1 3 A 15.6 МэВ, 17.2 МэВ, 0.72 МэВ, 23.6 МэВ 2 A 2Z 4 А 3.

Подробнее

Рождение и жизнь атомных ядер

Рождение и жизнь атомных ядер Рождение и жизнь атомных ядер n W e p e e W n p АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА 2 Ядерная физика Энергия связи ядра W(A,Z) 2 M ( A, Z) c W ( A, Z) p 2 ( ) 2 n Z m c A Z m c W(A, Z) 10 2 Mc 2 7 СЛИЯНИЕ W A, Z M яд 100%

Подробнее

Естественный фон. Рентгеновское и гаммаизлучения. Быстрые нейтроны. Альфаизлучение. Медленные нейтроны. k 1 1-1,

Естественный фон. Рентгеновское и гаммаизлучения. Быстрые нейтроны. Альфаизлучение. Медленные нейтроны. k 1 1-1, Тема: Лекция 54 Строение атомного ядра. Ядерные силы. Размеры ядер. Изотопы. Дефект масс. Энергия связи. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Свойства ионизирующих излучений. Биологическое действие

Подробнее

Профессор И.Н.Бекман ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА. Лекция 17. ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР

Профессор И.Н.Бекман ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА. Лекция 17. ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР Профессор И.Н.Бекман ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Лекция 17. ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР Ранее мы упоминали, что некоторые изотопы тяжёлых элементов способны к распаду по механизму самопроизвольного деления. Мы также продемонстрировали,

Подробнее

Запаздывающие частицы

Запаздывающие частицы Запаздывающие частицы Н. В. Иванова Поиск новых изотопов и исследование их свойств играет ключевую роль в современной ядерной физике. Значительное продвижение в этой области связано с открытием явления

Подробнее

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. Лекция 4. Атомное ядро. Элементарные частицы. Характеристики атомного ядра.

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. Лекция 4. Атомное ядро. Элементарные частицы. Характеристики атомного ядра. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА Лекция 4. Атомное ядро. Элементарные частицы Характеристики атомного ядра. Атом состоит из положительно заряженного ядра и окружающих его электронов. Атомные ядра имеют размеры примерно

Подробнее

Нуклонная модель ядра Гейзенберга Иваненко. Заряд ядра. Массовое число ядра. Изотопы

Нуклонная модель ядра Гейзенберга Иваненко. Заряд ядра. Массовое число ядра. Изотопы 531 Нуклонная модель ядра Гейзенберга Иваненко Заряд ядра Массовое число ядра Изотопы 28 (С1)1 На рисунке показаны два трека заряженных частиц в камере Вильсона, помещенной в однородное магнитное поле,

Подробнее

t а) No = N. e -λt ; б) N = No ln(λt); в) N = No. е -λt ; г) No/2 = No. е -λt ; д) N = No dt. A 0 A A 0 A ~

t а) No = N. e -λt ; б) N = No ln(λt); в) N = No. е -λt ; г) No/2 = No. е -λt ; д) N = No dt. A 0 A A 0 A ~ 136 РАДИОАКТИВНОСТЬ Задание 1. Укажите правильный ответ: 1. Радиоактивностью называется... а) самопроизвольное превращение ядер с испусканием α-частиц; б) спонтанное деление ядер; в) внутриядерное превращение

Подробнее

Экспериментальная ядерная физика

Экспериментальная ядерная физика Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Кафедра 7 экспериментальной ядерной физики и космофизики А.И. Болоздыня Экспериментальная ядерная физика Лекция 3 Модели ядра 2016 1 Лекция 3 Модели

Подробнее

Мезоатомы, мюоний и позитроний

Мезоатомы, мюоний и позитроний 1 H Атом водорода Мезоатомы, мюоний и позитроний Мезорентгеновские спектры e + μ + e - мюоний r r B позитроний r 2r B e - Атомное ядро Число нуклонов A в ядре называется массовым числом ядра. Радиус ядра

Подробнее

Деление ядер. История

Деление ядер. История Мир атомных ядер ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР Деление ядер. История 1934 г. Э. Ферми, облучая уран тепловыми нейтронами, обнаружил среди продуктов реакции радиоактивные ядра. 1939 г. О. Ган и Ф. Штрассман обнаружили среди

Подробнее

N-Z диаграмма атомных ядер

N-Z диаграмма атомных ядер РАДИОАКТИВНОСТЬ N-Z диаграмма атомных ядер Радиоактивность Радиоактивность свойство атомных ядер самопроизвольно изменять свой состав в результате испускания частиц или ядерных фрагментов. Радиоактивный

Подробнее

Нейтронные ядерные реакции

Нейтронные ядерные реакции Нейтронные ядерные реакции Нейтронные ядерные реакции Ядерная реакция это процесс и результат взаимодействия ядер с различными ядерными частицами (альфа-, бета-частицами, протонами, нейтронами, гамма-квантами

Подробнее

VIII Международная Жаутыковская Олимпиада/Теоретический тур с. 1/6 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР 17 января 2012 года Сначала, пожалуйста, прочитайте следующее:

VIII Международная Жаутыковская Олимпиада/Теоретический тур с. 1/6 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР 17 января 2012 года Сначала, пожалуйста, прочитайте следующее: VIII Международная Жаутыковская Олимпиада/Теоретический тур с /6 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР 7 января года Сначала, пожалуйста, прочитайте следующее: Теоретический тур состоит из трех задач Продолжительность тура

Подробнее

ПРИКЛАДНАЯ ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

ПРИКЛАДНАЯ ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА ПРИКЛАДНАЯ ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Сегодня: пятница, 20 июня 2014 г. Список литературы Основная литература. 1. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов: Г.Г. Бартоломей, Г.А. Бать. М.: Энергоатомиздат,

Подробнее

i. ~. -- ; . ; _..._... ~- - - г--- 1 А 1 Б 1 В 1 Г 1 ---~--[: АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ Контрольная работа NO 4 ФИЗИКА "... Вариант 1 ,,_ - Класс

i. ~. -- ; . ; _..._... ~- - - г--- 1 А 1 Б 1 В 1 Г 1 ---~--[: АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ Контрольная работа NO 4 ФИЗИКА ... Вариант 1 ,,_ - Класс Класс --- АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Контрольная работа NO 4 Вариант Задание (0,5 балла) В каком состоянии должен находиться водород, чтобы можно было наблюдать его характерный линейчатый спектр? А. В жидком.

Подробнее

После изучения курса «Деление атомных ядер» студент сможет применять полученные

После изучения курса «Деление атомных ядер» студент сможет применять полученные Аннотация рабочей программы дисциплины «Деление атомных ядер» Направление подготовки: 03.04.02 - «Физика» (Магистерская программа - «Физика ядра и элементарных частиц») 1. Цели и задачи дисциплины Основной

Подробнее

8 Ядерная физика. Основные формулы и определения. В физике известно четыре вида фундаментальных взаимодействий тел:

8 Ядерная физика. Основные формулы и определения. В физике известно четыре вида фундаментальных взаимодействий тел: 8 Ядерная физика Основные формулы и определения В физике известно четыре вида фундаментальных взаимодействий тел: 1) сильное или ядерное взаимодействие обусловливает связь между нуклонами атомного ядра.

Подробнее

Решение задач ЕГЭ часть С: Физика атома и атомного ядра

Решение задач ЕГЭ часть С: Физика атома и атомного ядра C11 На рисунке показаны два трека заряженных частиц в камере Вильсона, помещенной в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка Трек I принадлежит протону Какой из частиц (протону, электрону

Подробнее

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Брус И.Д. Основы

Подробнее

Квантовые числа. Состав атомного ядра. Лекция Постникова Екатерина Ивановна, доцент кафедры экспериментальной физики

Квантовые числа. Состав атомного ядра. Лекция Постникова Екатерина Ивановна, доцент кафедры экспериментальной физики Квантовые числа. Состав атомного ядра Лекция 15-16 Постникова Екатерина Ивановна, доцент кафедры экспериментальной физики Квантовые числа Уравнению Шрёдингера удовлетворяют собственные функции r,,, которые

Подробнее

Исследование фотоделения ядер. Желтоножский В.А., д.ф.-м.н.

Исследование фотоделения ядер. Желтоножский В.А., д.ф.-м.н. Исследование фотоделения ядер Желтоножский В.А., д.ф.-м.н. Процессы деления ядра Известно, что при низкоэнергетическом и спонтанном делении, образовывающиеся осколки, имеют угловые моменты с величинами,

Подробнее

Модели ядра можно разбить на два больших класса: микроскопические, рассматривающие поведение отдельных нуклонов в ядре, и коллективные,

Модели ядра можно разбить на два больших класса: микроскопические, рассматривающие поведение отдельных нуклонов в ядре, и коллективные, Темы лекции 1. Ядерные модели. История ядерной модели оболочек. 2. Обоснование ядерной модели оболочек. Магические числа. 3. Ядерная потенциальная яма. 4. Одночастичные нуклонные уровни в потенциальных

Подробнее

Введение в ядерную физику

Введение в ядерную физику Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Институт ядерной физики и технологий Лаборатория экспериментальной ядерной физики А.И. Болоздыня Введение в ядерную физику Лекция 2 Тема 3. Модели

Подробнее

СЕМИНАР 2. Электрон. Это релятивистский случай. Используем релятивистскую формулу:

СЕМИНАР 2. Электрон. Это релятивистский случай. Используем релятивистскую формулу: СЕМИНАР. Вычислить дебройлевскую длину волны α-частицы и электрона с кинетическими энергиями 5 МэВ. Решение: α-частица. Это нерелятивистский случай, так как m α c = 377, 38 МэВ 4000 МэВ. Поэтому используем

Подробнее

Радиоактивность. 2. Объяснение α распада с помощью туннельного эффекта. 5. Искусственная радиоактивность. Ядерные реакции.

Радиоактивность. 2. Объяснение α распада с помощью туннельного эффекта. 5. Искусственная радиоактивность. Ядерные реакции. Радиоактивность 1. Естественная радиоактивность. Излучение. Общая характеристика. Закон радиоактивного распада. 2. Объяснение α распада с помощью туннельного эффекта. 3. β распад. Нейтрино. Возбужденное

Подробнее

дать более углубленное представление о материале, изучаемом на лекциях и семинарских занятиях по ядерной физике,

дать более углубленное представление о материале, изучаемом на лекциях и семинарских занятиях по ядерной физике, Лабораторная работа 10 Свойства атомных ядер Цель лабораторной работы дать более углубленное представление о материале, изучаемом на лекциях и семинарских занятиях по ядерной физике, научить студента пользоваться

Подробнее

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 2

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 2 ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 2 Задача 1. 1. Покоившееся ядро радона 220 Rn выбросило α чаcтицу со скоростью υ = 16 Мм/с. В какое ядро превратилось ядро радона? Какую скорость υ 1 получило оно вследствие

Подробнее

Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц. 1. Состав, размер и характеристика атомного ядра.

Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц. 1. Состав, размер и характеристика атомного ядра. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц.. Состав, размер и характеристики атомного ядра. Работы Иваненко и Гейзенберга. 2. Дефект массы и энергия связи ядра. 3. Ядерные взаимодействия. 4. Радиоактивный

Подробнее

Лекция 2 Свойства атомных ядер 1. Атомные ядра- связанные системы нуклонов

Лекция 2 Свойства атомных ядер 1. Атомные ядра- связанные системы нуклонов Лекция 2 Свойства атомных ядер 1. Атомные ядра- связанные системы нуклонов Единственным стабильным адроном является протон. Его время жизни > 10 32 лет, что неизмеримо превосходит время жизни Вселенной

Подробнее

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) Частота падающего света Б) Импульс фотонов В) Кинетическая энергия вылетающих электронов A Б В

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) Частота падающего света Б) Импульс фотонов В) Кинетическая энергия вылетающих электронов A Б В Квантовая физика, ядерная физика 1. Металлическую пластину освещали монохроматическим светом с длиной волны нм. Что произойдет с частотой падающего света, импульсом фотонов и кинетической энергией вылетающих

Подробнее

Тест по ядерной физике система подготовки к тестам Gee Test. oldkyx.com

Тест по ядерной физике система подготовки к тестам Gee Test. oldkyx.com Тест по ядерной физике система подготовки к тестам Gee Test oldkyx.com Список вопросов по ядерной физике 1. С какой скоростью должен лететь протон, чтобы его масса равнялась массе покоя α-частицы mα =4

Подробнее

24 Mg + (Q = МэВ) 23 Mg + n (Q = МэВ) 23 Na + e + + n e (Q = 8.51 МэВ).

24 Mg + (Q = МэВ) 23 Mg + n (Q = МэВ) 23 Na + e + + n e (Q = 8.51 МэВ). 1 Лекция 27 (Продолжение) В ходе дальнейшей эволюции звезды возможны ядерные реакции горения кремния. Характерные условия горения кремния - температура (3-5) 109 K, плотность 105-106 г/см3. С началом горения

Подробнее

РАДИОАКТИВНОСТЬ. Радиоактивность свойство атомных ядер. самопроизвольно изменять свой состав в результате испускания частиц или ядерных фрагментов.

РАДИОАКТИВНОСТЬ. Радиоактивность свойство атомных ядер. самопроизвольно изменять свой состав в результате испускания частиц или ядерных фрагментов. РАДИОАКТИВНОСТЬ Радиоактивность свойство атомных ядер самопроизвольно изменять свой состав в результате испускания частиц или ядерных фрагментов. Радиоактивный распад может происходить только в том случае,

Подробнее

ИЗОТОПЫ: СВОЙСТВА ПОЛУЧЕНИЕ ПРИМЕНЕНИЕ. Инжечик Лев Владиславович. Кафедра общей физики Лекция 19

ИЗОТОПЫ: СВОЙСТВА ПОЛУЧЕНИЕ ПРИМЕНЕНИЕ. Инжечик Лев Владиславович. Кафедра общей физики Лекция 19 ИЗОТОПЫ: СВОЙСТВА ПОЛУЧЕНИЕ ПРИМЕНЕНИЕ Инжечик Лев Владиславович Кафедра общей физики inzhechik@stream.ru Иллюстрация процесса деления на основе капельной модели ядра Учитываются поверхностное натяжение

Подробнее

Методические указания к решению задач по ядерной физике

Методические указания к решению задач по ядерной физике Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Физико-Механический Факультет Кафедра Экспериментальной Ядерной Физики Методические указания к решению задач по ядерной физике Н.И.Троицкая

Подробнее

Деление тяжелых ядер нейтронами

Деление тяжелых ядер нейтронами Атомная энергетика Деление тяжелых ядер нейтронами Эта реакция состоит в том, что тяжелое ядро, поглотив нейтрон, делится на 2 (редко на 3 или 4) обычно неравных по массе осколка. При этом выделяется ок.

Подробнее

Институт ядерной физики АН РУз ОСНОВЫ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ

Институт ядерной физики АН РУз ОСНОВЫ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ Институт ядерной физики АН РУз ОСНОВЫ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ 2018 Введение Основные понятия и определения Взаимодействие тяжелых заряженных частиц с веществом

Подробнее

4. ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ АТОМНОГО ЯДРА

4. ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ АТОМНОГО ЯДРА 4. ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ АТОМНОГО ЯДРА Ядерные модели приближённые методы описания некоторых свойств ядер, основанные на отожествлении ядра с какой-либо другой физической системой, свойства которой либо хорошо

Подробнее

1

1 5.3 Физика атомного ядра 5.3.1 Нуклонная модель ядра Гейзенберга-Иваненко. Заряд ядра. Массовое число ядра. Изотопы. В 1911 году Резерфорд произвел опыт по «рассеиванию альфа и бета частиц». Резерфорд

Подробнее

Кое-что о ядерном взаимодействии Модели строения атомного ядра. Ядерные силы. Нуклонная модель ядра. Дефект массы и энергия связи. Ядерные спектры.

Кое-что о ядерном взаимодействии Модели строения атомного ядра. Ядерные силы. Нуклонная модель ядра. Дефект массы и энергия связи. Ядерные спектры. 1 Кое-что о ядерном взаимодействии Модели строения атомного ядра. Ядерные силы. Нуклонная модель ядра. Дефект массы и энергия связи. Ядерные спектры. Состав ядер Открытие радиоактивности А. Беккерелем,

Подробнее

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) Частота падающего света Б) Импульс фотонов В) Кинетическая энергия вылетающих электронов

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) Частота падающего света Б) Импульс фотонов В) Кинетическая энергия вылетающих электронов Квантовая физика, ядерная физика 1. Металлическую пластину освещали монохроматическим светом с длиной волны нм. Что произойдет с частотой падающего света, импульсом фотонов и кинетической энергией вылетающих

Подробнее

- число силовых линий центрального поля конечно. Число силовых линий поля протона с массой М в М/m раз больше, чем число линий поля электрона с

- число силовых линий центрального поля конечно. Число силовых линий поля протона с массой М в М/m раз больше, чем число линий поля электрона с Как известно, дискретные частоты излучения при возбуждении атома водорода испускаются сериями. Самая высокочастотная из них серия Лаймана. Она описывается эмпирической формулой Ридберга ν = R (1-1 n 2

Подробнее

Человек в мире атомных ядер

Человек в мире атомных ядер Человек в мире атомных ядер ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР Деление ядер. История 1934 г. Э. Ферми, облучая уран тепловыми нейтронами, обнаружил среди продуктов реакции радиоактивные ядра. 1939 г. О. Ган и Ф. Штрассман обнаружили

Подробнее

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Ядерные реакции

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Ядерные реакции И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Ядерные реакции Энергетический выход ядерной реакции это разность Q кинетической энергии продуктов реакции и кинетической энергии исходных частиц. Если Q > 0,

Подробнее

3.4 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА

3.4 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА Лабораторная работа 3.4 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА Цель работы: изучение закономерностей радиоактивного распада путем компьютерного моделирования; определение постоянной распада и периода полураспада

Подробнее

Альфа-распад. Кулоновский и центробежный барьеры.

Альфа-распад. Кулоновский и центробежный барьеры. МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Альфа-распад. Кулоновский и центробежный барьеры. Реферат по курсу предмета «Физика ядра и частиц» студента 3-го курса

Подробнее

1. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ Ядерные реакции Ядерные реакции 1.1 Механизмы ядерных реакций

1. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ Ядерные реакции Ядерные реакции 1.1 Механизмы ядерных реакций 1. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ Ядерные реакции - процессы, идущие при столкновении ядер или элементарных частиц с др. ядрами, в результате которых изменяются квантовое состояние и нуклонный состав исходного ядра,

Подробнее

СЕМИНАР Получить выражение для среднего времени жизни τ радиоактивного ядра.

СЕМИНАР Получить выражение для среднего времени жизни τ радиоактивного ядра. СЕМИНАР 1 1. Получить выражение для среднего времени жизни τ радиоактивного ядра. Решение: Используем закон радиоактивного распада N(t) = N(0)e λt. По определению среднего τ = te λt dt 0 e λt dt 0 = 1

Подробнее

Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) 2 2) 1 3) 3 4) На рисунке угол падения не обозначен

Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) 2 2) 1 3) 3 4) На рисунке угол падения не обозначен Материалы для подготовки к тестированию по физике 9класс Законы отражения света 1.На рисунке показа световой луч, падающий на зеркальную поверхность. Укажите, какой из углов является углом падения? 1)

Подробнее

ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ КАК ОБЪ- ЕКТЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ КАК ОБЪ- ЕКТЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ УДК: 62-533.65 ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ КАК ОБЪ- ЕКТЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ студент гр. 10309114 Лукьянчик А. Ю. Научный руководитель Чигарев А. В. Белорусский национальный технический университет Минск,

Подробнее

Ядерные реакции. e 1/2. p n n

Ядерные реакции. e 1/2. p n n Ядерные реакции 197 Au 197 79 79 14 N 17 7 8 O 9 Be 1 4 6 C 7 Al 30 13 15 30 P e 30 15 T.5мин 14 1/ P p n n Si Au Ядерные реакции ВХОДНОЙ И ВЫХОДНОЙ КАНАЛЫ РЕАКЦИИ Сечение реакции и число событий N dn(,

Подробнее

Тема 22. Физика атомного ядра и элементарных частиц. 1. Общие сведения об атомных ядрах

Тема 22. Физика атомного ядра и элементарных частиц. 1. Общие сведения об атомных ядрах Тема 22. Физика атомного ядра и элементарных частиц 1. Общие сведения об атомных ядрах В 1932 г. была открыта новая элементарная частица с массой примерно равной массе протона, но имеющая электрического

Подробнее

Элементы ядерной физики Лекция 1

Элементы ядерной физики Лекция 1 Элементы ядерной физики Лекция 1 Радиоактивность (радиоактивный распад) 1.Радиоактивность 2.Виды радиоактивного распада. 3.Основной закон радиоактивного распада. 4.Активность. 5.Ядерные реакции. 6.Использование

Подробнее

Туннельный эффект. Осциллятор. Строение атома. 1. Туннельный эффект.

Туннельный эффект. Осциллятор. Строение атома. 1. Туннельный эффект. Лекция 9 (сем. 3) Туннельный эффект. Осциллятор. 1. Туннельный эффект. Строение атома План лекции: 2. Линейный гармонический осциллятор. Нулевая энергия осциллятора. 3. Линейный гармонический осциллятор.

Подробнее

Лекция 7 МОДЕЛИ АТОМНЫХ ЯДЕР

Лекция 7 МОДЕЛИ АТОМНЫХ ЯДЕР Лекция 7 МОДЕЛИ АТОМНЫХ ЯДЕР Вводные замечания Одной из нерешенных проблем ядерной физики является создание теории атомного ядра. Существует две основных трудности: Чрезвычайная громоздкость квантовой

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 2 ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

ЛЕКЦИЯ 2 ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ЛЕКЦИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ.1. Ионизирующее излучение (ИИ). ИИ поток частиц заряженных или нейтральных и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации или

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 12 РЕАКЦИИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НЕЙТРОНОВ. ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ

ЛЕКЦИЯ 12 РЕАКЦИИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НЕЙТРОНОВ. ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ ЛЕКЦИЯ 12 РЕАКЦИИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НЕЙТРОНОВ. ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ 1. Нейтронная физика С помощью нейтронов можно изучать кристаллическую и магнитную структуру вещества и другие параметры. По сути основой ядерных

Подробнее

Принцип работы генератора Росси

Принцип работы генератора Росси Школа Новой Физики Принцип работы генератора Росси Аннотация. В этой статье мы объясняем принцип работы генератора Росси, исходя из нового понимания действия основных законов физики - законов сохранения

Подробнее

9 класс. 1. Законы взаимодействия и движения тел Вопрос Ответ 1 Что называется материальной точкой?

9 класс. 1. Законы взаимодействия и движения тел Вопрос Ответ 1 Что называется материальной точкой? 9 класс 1 1. Законы взаимодействия и движения тел Вопрос Ответ 1 Что называется материальной точкой? Тело, размерами которого в условиях рассматриваемой задачи можно пренебречь, называется материальной

Подробнее

Индивидуальное задание 1 к курсу «Прикладная физика»

Индивидуальное задание 1 к курсу «Прикладная физика» Индивидуальное задание 1 к курсу «Прикладная физика» Вариант 1 1 В широкой части горизонтально расположенной трубы нефть течет со скоростью v 1 = м/с. Определить скорость v нефти в узкой части трубы, если

Подробнее

ядро-мишень ядро частица-снаряд частица Лабораторная система координат ЛСК Система центра инерции СЦИ

ядро-мишень ядро частица-снаряд частица Лабораторная система координат ЛСК Система центра инерции СЦИ Темы лекции 1. Ядерные реакции. Обозначения, каналы реакции. 2. Законы сохранения в ядерных реакциях. 3. Порог реакции. 4. Механизмы ядерной реакции. 5. Реакции через составное ядро и прямые реакции. 6.

Подробнее

и нейтронов (A,Z) Z заряд ядра числопротоноввядре. N число нейтронов в ядре А массовое число суммарное число протонов и нейтронов в ядре.

и нейтронов (A,Z) Z заряд ядра числопротоноввядре. N число нейтронов в ядре А массовое число суммарное число протонов и нейтронов в ядре. АТОМНЫЕ ЯДРА Атомное ядро связанная система протонов и нейтронов (A,Z) Z заряд ядра числопротоноввядре. N число нейтронов в ядре А массовое число суммарное число протонов и нейтронов в ядре. A= Z + N 40

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 9 АТОМНОЕ ЯДРО

ЛЕКЦИЯ 9 АТОМНОЕ ЯДРО ЛЕКЦИЯ 9 АТОМНОЕ ЯДРО Мы рассматривали атом в магнитном поле и его влияние на спектр излучения. Впервые эти процессы рассмотрел Зееман, поэтому расщепление уровней энергии в магнитном поле называется эффектом

Подробнее

Занятие 28 Ядерная физика. СТО

Занятие 28 Ядерная физика. СТО Задача 1 Гамма-излучение это 1) Поток ядер гелия; 2) Поток протонов; 3) Поток электронов; 4) Электромагнитные волны. Занятие 28 Ядерная физика. СТО Задача 2 Неизвестная частица, являющаяся продуктом некоторой

Подробнее