Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Ядерные силы.

Читайте также:
  1. Благоприятные и пагубные силы.
  2. ГЛАВА VIII ЯДЕРНЫЕ СУДА
  3. Кассандра тронула меня за руку, и при этом не было ощущения силы. Она ничуть не хуже Ричарда умела скрывать, кто она такая. Рядом с ней Сильвия выглядела жалким любителем.
  4. Международная миграция рабочей силы.
  5. НАСТОЯЩЕЕ — ЭТО ТОЧКА СИЛЫ.
  6. Общеизвестно, что религия - это определенный комплекс понятий и поступков, направленных на освещение и почитание некой высшей, главенствующей над людьми силы.
  7. ПОНЯТИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И РАБОТЫ СИЛЫ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Атомное ядро, состоящее из определен­ного числа протонов и нейтронов, является единым целым благодаря специфическим силам, действующим между нуклонами и получившим название ядерных сил. Экспе­риментально доказано, что ядерные силы имеют очень большую величину, намного превышающую силы электро­статического отталкивания между протонами, что прояв­ляется в большом значении удельной энергии связи нукло­нов. Основные особенности ядерных сил следующие.

 

1. Ядерные силы являются короткодействующи­ми силами притяжения и быстро уменьшаются с увеличением расстояния между нуклонами. На расстоя­нии (2—3)10-15 м ядерное взаимодействие практиче­ски равно нулю. На расстояниях меньших 10-15 м притя­жение нуклонов сменяется отталкиванием.

 

2. Ядерные силы обладают свойствами насыще­ния. Смысл термина насыщения заключается в том, что каждый нуклон взаимодействует только с определенным числом ближайших соседей, а не со всеми. Такой харак­тер ядерных сил проявляется в приближенном постоян­стве удельной энергии связи нуклона. Действительно, если бы насыщения не было, то удельная энергия связи возра­стала бы с увеличением числа нуклонов в ядре.

 

3. Особенностью ядерных сил является также их з а-рядовая независимость, т. е. они не зависят от за­ряда нуклона. Ядерные взаимодействия между прото­нами и нейтронами совершенно одинаковы.

 

4.Ядерные силы не являются центральными и зависят от взаимной ориентации спинов нуклонов.

  1. Ядерные реакции

Ядерными реак­циями называются превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействием друг с другом или с другими ядрами и элементарными частицами. Первое сообщение о наблю­дении ядерной реакции принадлежит Э. Резерфорду. В 1919 г. он обнаружил, что при прохождении а-частиц через газообразный азот некоторые из них поглощались, причем одновременно происходило испускание протонов. Резерфорд пришел к выводу, что ядра азота превраща­лись в ядра кислорода в результате ядерной реакции вида

1 , (13.9)

где — а-частица; — протий, т. е. протон.

Ядерные реакции символически записываются в виде A+aàB+b

где А, В — исходное и конечное ядра; а, Ь — исходная и конечная частицы, участвующие в реакции.

Важным параметром ядерной реакции является энер­гия ядерной реакции AQ, которая определяется выра­жением

(13.10)

где 2m, 2т' — суммы масс покоя частиц до и после реакции.

При AQ < 0 ядерные реакции идут с поглощением энергии и поэтому называются эндотермическими, а при AQ > 0 реакции идут с выделением энергии и называются экзотермическими.

В любой ядерной реакции всегда выполняются зако­ны сохранения электрического заряда, со­хранения числа нуклонов, сохранения энер­гии и импульса. Первые два закона позволяют пра­вильно записывать ядерные реакции даже в тех случаях, когда одна из частиц — участников реакции или ее про­дуктов — неизвестна. С помощью законов сохранения энергии и импульса можно найти кинетические энергии частиц, образованных в процессе реакции, и направления их разлета.

Пример 13.1. В результате столкновения нейтрона с ядром бораВ наблюдается испускание а-частицы. Определить, какое ядро возни­кает в результате ядерной реакции.

Решение. Уравнение реакции имеет вид

Общее число нуклонов до реакции равно 11, поэтому А — 11 — 4 = = 7. Общий заряд равен 5, и, следовательно,

зарядовое число Z = 5-2 = 3. По таблице Менделеева находим, что ядро с Z = 3 является ядром атома лития

вают наименьшую кинетическую энергию налетающей частицы (в системе отсчета, в которой ядро-мишень по­коится), при которой ядерная реакция становится воз­можной. Используя законы сохранения энергии и импуль­са, можно показать, что пороговая энергия ядерной реакции

(13.11)

где AQ — энергия реакции; тя — масса неподвижного ядра-мишени; т — масса налетающей на ядро частицы.

Пример 13.2. Определить, может ли произойти ядерная реакция образования ядра '|N при бомбардировке ядра '|С протонами с энер­гией 2 МэВ.

Решение. Воспользуемся законами сохранения и запишем урав­нение ядерной реакции:

Рассчитаем энергию предполагаемой ядерной реакции по формуле (13.10). В расчетах используем табличные значения масс ядер угле­рода, азота, а также протона и нейтрона: тс = 13,003355 а. е. м., тр = = 1,007825 а. е. м., mN= 13,005799 а. е. м., т„= 1,008665 а. е. м. По­лучим

Порог ядерной реакции определяется по формуле (13.11) при

М = тс и т = тр:

Поскольку энергия налетающего протона (£р = 2 МэВ) меньше, чем порог реакции Е„, такая реакция при данных условиях невозможна.


Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 60 | Нарушение авторских прав



mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.007 сек.)