Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2018-01-04 | 629 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Массы всех ядер, за исключением ядра водорода, меньше, чем массы образующих их протонов и нейтронов в свободном состоянии. Величина этой разности масс характеризует степень связи нуклонов в данном ядре. Её называют дефектом масс.
Дефект масс – это разность между суммарной массой всех нуклонов ядра в свободном состоянии и массой ядра:
Dm=Zmp+(A-Z)mn-mя
где Z – число протонов, A-Z=N – число нейтронов в ядре.
В соответствии с соотношением Эйнштейна между массой и энергией дефекту массы соответствует некоторая энергия – энергия связи ядра.
Энергия связи атомных ядер – это энергия, которая необходима для расщепления ядра на отдельные нуклоны.
Есв= (Zmp+Nmn-mя)с2=Dmс2
Часто выражение для энергии связи записывают в виде
Есв= (Zmp+Nmn-mя) 931,5
где масса частиц выражена в а.е.м., а энергия – в МэВ.
Характеристикой устойчивости ядер служит удельная энергия связи ядра, т.е. энергия связи, приходящаяся на один нуклон. Чем больше эта величина, тем сильнее связан каждый нуклон в ядре, следовательно, тем устойчивее ядро.
Некоторые ядра являются неустойчивыми. Это объясняется либо тем, что в ядре протонов гораздо больше, чем нейтронов и, следовательно, возникает избыток энергии кулоновского взаимодействия; либо тем, что в ядре нейтронов намного больше, чем протонов и возникает избыток массы нейтронов.
Неустойчивые ядра начинают самопроизвольно распадаться.
Ядерными реакциями называют процессы изменения атомных ядер в результате их взаимодействия с элементарными частицами или друг с другом.
Ядерные реакции бывают двух типов: эндотермические (с поглощением энергии) и экзотермические (с выделением энергии).
Если сумма масс исходного ядра и частиц, вступающих в реакцию, больше суммы масс конечного ядра и испускаемых частиц, то энергия выделяется, и наоборот.
Энергия, высвобождающаяся при ядерной реакции, называется энергетическим выходом ядерной реакции.
Для некоторой ядерной реакции А+а®В+b энергетический выход
DЕ=(mВ+mb-mА-mа)с2
БИЛЕТ 27
Реакции деления тяжёлых ядер. Цепная реакция деления. Критическая масса. Ядерный взрыв.
Реакции деления ядра – это реакции, при которых ядро по действием нейтронов (или других частиц) делится на несколько более лёгких ядер (осколков), чаще всего два, близких по массе. В результате таких реакций выделяется огромное количество энергии.
Впервые деление ядер урана путём бомбардировки их нейтронами было осуществлено в 1938 г. О.Ганом, Ф.Штрассманом и Л.Мейтнер. реакция шла по схеме:
92235U+01n®56145Ba+3688Kr+301n+200 МэВ
Выделение большого количества энергии можно объяснить тем, что удельная энергия связи для тяжёлых ядер приблизительно 7,6 МэВ, а для ядер, находящихся в середине таблицы Менделеева – 8,7 МэВ. Поэтому расщепление тяжёлого ядра на два более лёгких должно приводить к выделению энергии порядка 1,1 МэВ на один нуклон. Для урана с числом нуклонов 235 выделяется энергия более 200 МэВ. В основном, энергия выделяется в виде кинетической энергии осколков деления.
Процесс деления ядра можно представить, используя капельную модель ядра. Нуклоны, взаимодействуя со своими ближайшими соседями, стремятся уйти вглубь и создают силы ядерного поверхностного натяжения. Поэтому ядро принимает шарообразную форму, подобно жидкости, находящейся в состоянии невесомости. Нейтрон, поглощённый ядром, сообщает ему дополнительную энергию. Ядро переходит в возбуждённое состояние, при котором нуклоны начинают совершать колебательное движение. Это приводит к тому, что ядро приобретает удлинённую форму типа гантели. Ядерные силы уже не могут удержать все нуклоны вместе, и ядро, вследствие действия кулоновских сил отталкивания, распадается на несколько осколков.
Так как для средних ядер число нейтронов и протонов приблизительно одинаково, а для тяжёлых ядер число нейтронов значительно превышает число протонов, то в результате реакции деления образуется 2-3 нейтрона с энергией в среднем 2 МэВ. Эти нейтроны могут вызвать деление других ядер урана. Процесс возникновения нейтронов и расщепления ядер нарастает лавинообразно. За короткий промежуток времени высвобождается большое количество энергии. Подобные процессы называются цепными реакциями.
Цепные реакции – это реакции, в которых частицы, вызывающие их, образуются как продукты этих реакций.
Характеристикой реакции деления является коэффициент размножения нейтронов k: отношение числа нейтронов в последующем поколении к числу нейтронов в предыдущем. Так как нейтроны могут поглощаться примесями и покидать область с ядерным веществом, этот коэффициент зависит от количества примесей в уране и от его массы. Для осуществления цепной реакции необходимо минимальное количество вещества, которое называется критической массой.
Если коэффициент размножения k=1, то происходит управляемая цепная реакция деления ядер, осуществляемая в ядерных реакторах.
Если k<1, то реакция с течением времени останавливается.
Если k>1, то происходит неконтролируемое размножение нейтронов, приводящее к взрыву.
БИЛЕТ 28
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!