Закон радиоактивного распада

Задача 4. Найдите энергетический выход ядерной реакции распада изотопа под действием медленного нейтрона, если известно, что осколками являются ядра бария и криптона .

Приведенные выше задачи иллюстрируют только баланс энергий при ядерных превращениях. Ниже рассмотрим условия, которым следует удовлетворить, чтобы осуществить ядерное превращение.

2. Учет начальной кинетической энергии частиц

2.1 Условие протекания реакции синтеза

Синтез тяжелого ядра из более легких происходит при сближении их на расстояние порядка радиуса адронного взаимодействия. Сближению препятствует сила кулоновского отталкивания положительно заряженных ядер. Для того, чтобы преодолеть силу отталкивания, надо сообщить одной из частиц, или обеим, достаточную кинетическую энергию.

Задача 5. Критическое расстояние, на которое должны сблизиться ядра тяжелого водорода, чтобы стала возможной реакция +=, равно 10-14 м. Какую энергию должны иметь ядра дейтерия в системе центра масс, чтобы такое стало возможным? Какую энергию должно иметь одно из ядер дейтерия, если другое первоначально покоится, чтобы стало возможно сближение на заданное расстояние?

В настоящее время во многих странах мира интенсивно ведутся разработки технологии осуществления реакции, приведенной в задаче 5. Основная идея состоит в том, чтобы научиться получать плазму, содержащую ядра дейтерия, при такой температуре, при которой тепловые столкновения могли бы привести к термоядерному синтезу. Вариант неуправляемого термоядерного синтеза, реализуется в термоядерной бомбе. Первоначальный ядерный заряд служит печкой для разогрева плазмы до необходимой температуры.

Задача 6. При облучении изотопа азота протонами с энергией 1,2 МэВ образуется углерод и a—частица. На какое минимальное расстояние сближаются частицы, если первоначально ядра азота покоятся?

3. Самостоятельное решение задач

Задача 7. Удельная энергия связи ядра гелия равна 7 МэВ. Найдите минимальную энергию фотона, способного разделить это ядро на 4 свободных нуклона.

Задача 8. Реакцию синтеза дейтерия и трития изучают, направляя ускоренные до 2 МэВ ионы дейтерия на тритиевую мишень. Детектор регистрирует нейтроны, вылетающие перпендикулярно направлению пучка дейтронов. Определите энергию этих нейтронов, если энергетический выход реакции 17,6 МэВ.

4. Домашнее задание

4.2 Решение задач

Задача 1. При термоядерной реакции слияния дейтерия и трития образуется нейтрон и неизвестная частица. При этом выделяется 17,6 МэВ энергии. Определите неизвестную частицу и полную выделившуюся энергию, если прореагирует 1 г дейтерия.

Задача 2. В термоядерной реакции выделяется 18,4 МэВ. Какая энергия выделится в реакции , если дефект масс ядра на 0,006 а. е.м. больше, чем у ядра ?

занятие 2.2.3

закон радиоактивного распада

2. Закон радиоактивного распада

2.1 Исторические сведения

В 1896 г. Беккерель обнаружил, что имевшаяся в его распоряжении соль урана дает невидимое излучение, проникающее через непрозрачные материалы. Фотопластинки, хранившиеся в черном конверте, из-за близости соли урана оказались засвеченными (отпечатался кусочек соли). Затем активные исследования стала проводить М. Кюри. Она обнаружила излучение тория, радия и нового элемента полония.

Э. Резерфорд с сотрудниками исследовал природу радиоактивного излучения. Исследуя отклонение излучаемых частиц в магнитном поле, он установил три вида излучения:
— a-излучение;
— b—излучение;
— g-излучение.
Оказалось, что a-излучение представляет собой поток ядер гелия-4; b—излучение — поток электронов; g-излучение — поток рентгеновских фотонов.