К радиоактивному распаду

Термоядерный реактор

Используется реакция слияния легких ядер. Для этого нужно сильно ускорить ядро. Нужна температура порядка миллионов градусов. Ее можно получить в плазме горячей. Ее удерживают в магнитном поле. Таким образом в реактор запускают сдавленный в несколько атмосфер дейтерии (тяжелый водород) В плазме получаем Не и выделение энергии. Нагретый дейтерий идет в турбину, затем в компрессор и снова поступает в реактор, в котором поддерживается сильное постоянно =е магнитное поле соленоидом, расположенным вокруг реактора. Ток дает генератор, работающий от турбины.

Схема гетерогенного реактора.

1 – ядерное топливо; 2 – замедлитель; 3 – теплоноситель;

4 – отражатель; 5 – корпус реактора; 6 – биологическая защита.

Альфа – распад, при котором радиоактивные ядра отдают избыточную энергию, излучая положительные частицы (₤ - частицы) представляющие собой ядра атома гелия. ₤ - частицы обозначаются ₂Не⁴. Выд. ₤ - частиц оказывается под воздействием кулоновских сил отталкивания, в результате ₤ -частица сообщается огромная кинетическая энергия, соответствующая скорости на периферии атома до 20000 км/сек. ₤ - распад наиболее свойственен ядрам с большими атомными номерами.

Бета – распад (β – распад) идет по схеме

_оn¹ → ₁Н¹ + ₁е⁰ + ν_н, где ν –маленькая частица – нейтрона.

При этом в поле ядра возникает так называемый «сверхбыстрый» электрон бета – частица β. Этот электрон как бы теряется одним из нейтронов ядра, который превращается в протон. В результате появляется атом нового элемента с атомным номером, большим на единицу, и с тем же, что и у исходного элемента массовым числом, т.е. происходит смещение по таблице Менделеева, но в этом случае вправо (в отличие от ₤ - распада, где влево)

Например: β – распад с превращением ядра тория в ядро протоктиния

₉₀Th²³⁴ → β + ₉₁Ра²³⁴ + ν

При позитронном распаде (β⁺ - распад)

₁Н¹→ ₀n¹ + ₊₁е⁰ + ν

один из протонов ядра теряет (испускает положительную частицу, называемую позитроном β⁺ при этом превращается в нейтрон. Появляется ядро нового элемента с атомным номером < на 1 и с тем же, что у исходного элемента массовым числом, т.е. смещение происходит влево.

Например: ₁₅Р³⁰ → β⁺ +₁₄Si³⁰ + ν

Положительные и отрицательные β –частицы могут иметь разные энергии, но убыль энергии ядра после обоих видов распада оказывается всегда одинаковой и = max энергии β – частиц. Большинство β – частиц имеют энергию меньше. Предполагается, что при β – распаде или позитронном распаде часть энергии уносится нейтрино.

Все радиоактивные распады сопровождаются также γ – излучением, представляющем собой короткие электромагнитные волны (=скорости света) Находящиеся вне ядра нейтрон подвержен также радиоактивному распаду с периодом полураспада Т = 11,7 мин. Нейтрон распадается на протон, электрон и нейтрино.

Нейтроны и их взаимодействие с ядрами. Эффективные сечения нейтронно-ядерных реакций. К-т размножения нейтронов. Вязь между мощностью и нейтронным потоком.

Нейтрон и его свойства. Нейтроны и протоны входят в состав ядра (исключение ядро легкого водорода, состоящие из одного протона)

_zX^m – где m – массовое число = Σ протонов + нейтронов z – порядковый номер в таблице Менделеева, равен числу протонов.

Нейтронов больше или равно количеству протонов (кроме ядра гелия ₂Не³, в состав которого входят 2 протона и 1 нейтрон. С увеличением порядкового номера число нейтронов в ядре становится преобладающим (ядро ₉₂U²³⁵ содержит 92 протона и 143 нейтрона)

Нейтрон электрически нейтрален, масса - 1,008977 а.е.м. Масса нейтрона на 2,5 массы электрона больше массы протона, вследствие избыткамассы возможно превращение нейтрона в протон + электрон путем β – распада

₀n¹ → ₁P¹ + β + 0,24 Мэв

Нейтрон устойчив только в составе атомного ядра. Период полураспада свободного нейтрона = 12,8 мин, чему соответствует средние время жизни 18,5 мин.

Время жизни нейтрона в веществе составляет ничтожную долю от времени жизни свободного нейтрона. Поэтому при рассмотрении движения нейтронов в ядерном реакторе радиоактивность нейтрона обычно не учитывается.

Ввиду электрической нейтральности нейтрон может проходить большее расстояние в веществе (тепловые нейтроны проходят через слой графита площадью больше 3,5 м)

Дата добавления: 2015-06-04