Закон радиоактивного распада

(2)

- начальное число нераспавшихся ядер (в момент времени ),

- число нераспавшихся ядер в момент времени ,

- постоянная распада (характеризует время распада данного изотопа).

- период полураспада (время, за которое распадается половина начального количества ядер). Например,

для , = 4,5∙10⁹ лет,

для , = 3,82 сут,

для , = 3∙10^-7 с.

Если , то . Тогда ур-е (2) имеет вид:

, , ,

.

.

- активность препарата (число распадов за 1 с).

с^-1 = Бк (Беккерель).

Т.к. , то = .

.

Ядерные реакции.

Ядерная реакция – процесс взаимодействия ядра с элементарной частицей (в том числе с - квантом) или с другим ядром, в результате которого происходит преобразование ядра.

Символическая запись ядерной реакции:

или .

В ядерных реакциях сохраняются массовое и зарядовое числа.

Выполняются законы сохранения энергии, импульса и момента импульса.

Ядерные реакции могут протекать с выделением энергии (экзотермические) и с поглощением (эндотермические). Энерговыделение реакции подсчитывается по формуле

.

Реакции деления ядер

При реакции деления тяжелое ядро, взаимодействуя с нейтроном, делится на два близких по массе ядра, при этом испускается два-три вторичных нейтрона. Вторичные нейтроны вызывают новые реакции деления и становится возможной цепная реакция деления.

Пример реакции деления:

.

Возможность перехода реакции деления в цепную зависит от формы и размеров активной зоны. Критической массой называется минимальная масса делящегося вещества, необходимая для протекания цепной реакции.

При шаровой форме критическая масса составляет около 1 кг.

Цепные реакции существуют неуправляемые (взрыв атомной бомбы) и управляемые (атомные реакторы).

В качестве ядерного топлива используют:

(содержится в естественном уране, 0,7%),

(получают искусственно из )

(получают из ).

Реакции термоядерного синтеза

Реакция синтеза – это образование тяжелых ядер при слиянии легких. Выделяющаяся энергия в несколько раз превосходит энергию, выделяющуюся при реакциях деления ядер.

Примеры:

; .

Для осуществления реакции синтеза ядер необходима температура ≈10⁷ К и выше. Неуправляемая термоядерная реакция была осуществлена при взрыве водородной бомбы (пример 2). Необходимая температура была достигнута при взрыве обычной атомной бомбы.

Термоядерные реакции являются источником энергии звезд.

Управляемая термоядерная реакция в настоящее время не получена.