Презентация "Ядерная физика" – проект, доклад

Авторы: Караулов Иван и Караулов Михаил. «Преображенский кадетский корпус»

Ядерная физика

Ядерные реакции. H He Li 1 4 7 3

В 1942 году под руководством Энрико Ферми была в первые осуществлена управляемая ядерная реакция. Ядерная реакция – изменение атомных ядер, вызванное их взаимодействием с элементарными частицами или друг с другом.

.b-распад. Х Y + b- .a-распад. X Y + He Радиоактивный распад ведёт к постепенному уменьшению атомов радиоактивного элемента.

А Z Z+1 Z-2 2

Для осуществления реакции частица должна вплотную приблизиться к ядру

ядро частица 10-13 см

Но если частицы заряжены одноимённо, то их сближению препятствуют кулоновские силы.

+ Fкулоновая

По началу использовались только α-частицы. В 1932 году сделали первое превращение атомных ядер с помощью протонов большой энергии. Тогда удалось расщепить литий на две α-частицы:

37Li+11H 24He+ 24He

Открытие нейтронов

Помимо реакций, вызванных заряженными частицами, существуют реакции с нейтронами. Их открыл великий физик Ферми Открытие таких реакций повернуло ход исследований. Нейтроны лишены заряда и поэтому беспрепятственно входят в атомы и вызывают их превращения:

1327Al + 0 1n 1124Na +24He

Также существует такой парадокс: медленные нейтроны гораздо эффективнее быстрых. Поэтому их замедляют или реже используют. А замедляют их в обыкновенной воде.

Энергия ядерных реакций

Ядерные реакции протекают как с выделением, так и с поглощением энергии. Если кинематическая энергия после реакции становится больше, то считается что энергия выделяется, а если меньше – поглощается.

Энергетический выход ядерной энергии – разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции. Может быть как положительным, так и отрицательным.

Цепная реакция.

Коэффициент размножения нейтронов K=Ni/Ni-1

n U 235

ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ

Ядерные силы – силы связывающие протоны и нейтроны. Протоны и нейтроны по взаимодействию практически не отличаются поэтому в ядерной физике их называют нуклонами (в двух различных состояниях).

Основное свойство

Нуклоны обмениваются между собой частицами, m которых больше m электрона в 200 раз. Эти частицы были обнаружены в 1947 году и названы пионами(пи-мезонами).

Ядерные силы являются короткодействующими. На расстоянии до 10-15 м сильное взаимодействие нуклонов значительно превосходит электромагнитное и гравитационное, но с увеличением расстояния между нуклонами очень быстро убывает.

Энергия связи ядра

Минимальная энергия, которую нужно задать для разрыва связи в атоме называют энергией связи ядра. Она позволяет объяснить устойчивость атомных ядер, выяснить, какие процессы ведут выделению энергии.

Ecв

Энергия связи очень велика и равняется: где m – масса ядра, а c – скорость света в вакууме. Например: образование 4 г гелия сопровождается выделением такой же энергии, как при сгорании 2 вагонов каменного угля!

E=mc2

Удельная энергия связи – отношение Eсв ядра к числу нуклонов (А). Удельная энергия связи ядра в сотни тысяч раз превосходит энергию связи. Эта величина неодинакова. С ростом массового числа А она увеличивается от 1,1МэВ до 8,8 МэВ, а далее с ростом массового числа убывает до 7,6МэВ.

Формулы

m = ع/c2 ; m = n∆m m = nM/NA E = Pt