2014-02-02
952
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+ Ta = m oy c 2+ m o b c 2+ T y+ Tb, (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+ Тb)-(T X+ Ta)=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
