Ядерные реакции. Энергетический выход реакций

     Состав ядер, т.е. количество протонов и нейтронов в них, может самопроизвольно изменяться. В результате таких изменений ядро данного элемента самопроизвольно превращается в ядро другого элемента. Превращения такого рода называют ядерными реакциями.

    Ядерными реакциями называют изменение атомных ядер при взаимодействиях их с элементарными частицами или друг с другом.

  В природе свойствами естественной радиоактивности обладают тяжёлые ядра (уран, плутоний и др.), чтобы лёгкие ядра (литий, бериллий, натрий и т.д.) сделать радиоактивными, необходимо стабильные ядра подвергнуть воздействию элементарными частицами или другими ядрами.  Обычно в ядерных реакциях участвует два исходных ядра и в результате образуется два новых ядра (возможно образование и большего числа ядер).

  Впервые в истории человечества искусственное превращение ядер было осуществлено Резерфордом в 1919 году. Он осуществил мечту всех алхимиков. Ему удалось бомбардировать азот α-частицами и получить ядро изотопа кислорода:

Резерфорд предположил, что для разрушения или преобразования ядра нужна очень большая энергия.. наиболее подходящими носителями большой энергии в то время и были α-частицы, вылетающие из ядер при радиоактивном распаде.

1932 год, сотрудники Резерфорда, Уолтон и Кокрофт впервые расщепили на две α-частицы, с помощью искусственно ускоренных протонов.

Это была первая реакция на быстрых протонах.

Эта реакция идет с выделением огромной энергии 17,6 МэВ. Выделяющаяся при ядерных реакциях энергия может быть очень огромной. Но использовать её путем осуществления столкновений ускоренных частиц (или ядер) с неподвижными ядрами мишенями, практически нельзя. Ведь большая часть ускоренных частиц пролетает мимо ядер мишеней, не вызывая реакции.

1934 год, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, получили искусственные радиоактивные ядра фосфора, путем бомбардировки α-частицами.

Это был впервые полученный радиоактивный фосфор.

В последствии было получено свыше 1000 радиоактивных изотопов.

Открытие нейтронов было поворотным пунктом в исследовании ядерных реакций, так как нейтроны лишены заряда и они беспрепятственно проникают в атомные ядра и вызывают их изменения. Итальянский физик Энрико Ферми первым начал изучать реакции, вызываемые нейтронами. Он обнаружил, что ядерные превращения вызываются не только быстрыми нейтронами, но и медленными нейтронами. Причем медленные нейтроны оказываются в большинстве случаев даже гораздо более эффективными.

   Чаще всего для осуществления ядерных реакций используют протон, нейтрон,  – частицу, дейтерий,  – квант. Эти же частицы и ядра, а также электрон и позитрон вылетают из вновь образовавшихся ядер.

    Как уже было сказано, что каждая реакция протекает с выделением или поглощением энергии. Энергетическим выходом ядерной реакции называется разность энергий покоя ядер и частиц до и после реакции.

Данная энергия выражается в Джоулях, но нам предстоит ее выражать в МэВ. Для этого наша формула будет выглядеть следующим образом:

- Вы внимательно прочитали текст, составьте конспект, переписав абзацы 1,2,3,5,6 (абзац 4 – он самый большой, в нём примеры реакций, писать не нужно).