Ядерные реакции. Ядерные реакции – это превращения атомных ядер при их взаимодействии с элементар­ными частицами или с другими ядрами

Ядерные реакции – это превращения атомных ядер при их взаимодействии с элементар­ными частицами или с другими ядрами. Схема ядерной реакции:

, (19.8)

где X и Y – исходное (материнское) и конечное (дочернее) ядра, а и b – бомбардирующая и испускаемая в ядерной реакции частица.

Законы сохранения, которые выполняются при протекании ядерной реакции, позволяют определять характеристики частиц, участвующих в реакции, идентифицировать эти частицы, получать информацию о характере их взаимодействия.

1. Закон сохранения электрического заряда:

Z ₁+ Z ₂= Z ₃+ Z ₄ , (19.9)

где Z ₁ , Z ₂ , Z ₃ , Z ₄ - электрические заряды частиц, участвующих в реакции, обычно указываются в единицах элементарного заряда.

2. Закон сохранения массового числа (закон сохранения числа нуклонов):

А ₁ +А ₂ =А ₃ +А ₄ . (19.10)

3. Закон сохранения импульса:

. (19.11)

4. Закон сохранения энергии:

m _ox c ²+ m _{o a} c ²+ T _x+ T_a = m _oy c ²+ m _{o b} c ²+ T _y+ T_b, (19.12)

где m ₀ c ² - энергия покоя частицы, Т - кинетическая энергия частицы.

Энергетический выход ядерной реакции или энергия ядерной реакции:

Q =(T _y+ Т_b)-(T _X+ T_a)=c²(m _ox+ m _{o а} - m _oу- m _{o b} ). (19.13)

Во внесистемных единицах энергии:

Q = 931,5(m _oy+ m _{o b} - m _ox- m _{o a} ) [Мэв]. (19.14)

где 931,5- коэффициент пропорциональности, массы частиц в а.е.м. При Q < 0 реакции идут с поглощением энергии и называются эндотермическими; при Q > 0 реакции идут с выделением энергии и называются экзотермическими. Эти экзотермические реакции имеют большое практическое значение.

Первая в истории ядерная реакция (2) осуществлена Э. Резерфордом (1919) при бом­бардировке ядра азота a-частицами.

[2]. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: «Просвещение», 2009 и др. Глава 13.

Тема 20. (2 часа)

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада и его статистический характер. Виды радиоактивности. Деление и синтез ядер. Ядерная энергетика. Влияние ионизирующей радиации на живые организмы. Доза излучения

Дата добавления: 2014-01-04