Ядерные реакции

Ядерные реакции – это превращения атомных ядер, вызванные взаимодействиями их друг с другом или с элементарными частицами.

Как правило, в ядерных реакциях участвуют два ядра и две частицы. Развернутый вид ядерной реакции выглядит, к примеру, следующим образом:

При ядерных реакциях выполняются законы сохранения массового и зарядового числа

A₁+A₂=A₃+A₄ и Z₁+Z₂=Z₃+Z₄,

где индексы 1 и 2 относятся к исходным реагентам, а 3 и 4 – к продуктам реакции. В законе сохранения зарядового числа учитывается знак заряда реагента (алгебраическая сумма). Кроме того, выполняются закон сохранения импульса и релятивистской полной энергии.

Широко распространен сокращенный способ записи ядерных реакций согласно следующему правилу: вначале записывается бомбардируемое ядро (ядро- мишень), затем в скобках указывается на первом месте налетающая частица (частица-снаряд), а за ней – все частицы, вылетевшие в результате реакции; после скобок обозначается окончательно получившееся ядро (ядро-продукт). Сокращенная запись реакции представима в виде:

Энергетический эффект ядерной реакции рассчитывается по формуле:

Q=с²[(m₁+m₂)-(m₃+m₄)],

где m_i – массы реагентов.

Если (m₁+m₂)>(m₃+m₄), то энергия выделяется, энергетический эффект положителен (Q>0) – экзотермическая реакция. В противном случае – (Q<0), реакция эндотермическая.

При расчете энергии (или мощности), выделяющейся при работе ядерного реактора надо учитывать, что при делении одного ядраурана –235 освобождается энергия 200 МэВ.

Число разделившихся ядер при полном делении массы m ядерного горючего определяется по формуле:

Распад радиоактивного вещества является частным случаем ядерной реакции, однако в этом случае реакция самопроизвольно идет всегда в одну сторону – в сторону получения продуктов распада. Это объясняется тем, что сумма масс продуктов распада всегда меньше, чем масса делящегося вещества. Избыток энергии выделяется в виде кинетической энергии частиц – продуктов распада.

Дата добавления: 2014-11-16