Възникна следната ядрена реакция 27 18. Ядрени реакции (задачи)

теория:Ядрените реакции се подчиняват на законите за запазване на масата и заряда.
Общата маса преди реакцията е равна на общата маса след реакцията, общият заряд преди реакцията е равен на общия заряд след реакцията.
Например:
Изотопите са разновидности на даден химичен елемент, които се различават по масата на атомните ядра. тези. Масовите числа са различни, но числата на заряда са еднакви.

Фигурата показва веригата от трансформации на уран-238 в олово-206. Използвайки данните от фигурата, изберете двете правилни твърдения от предложения списък с твърдения. Избройте номерата им.

1) Във веригата от трансформации на уран-238 в стабилно олово-206 се отделят шест ядра хелий.
2) Полоний-214 има най-краткия период на полуразпад в представената верига от радиоактивни трансформации.
3) Олово с атомна маса 206 претърпява спонтанен алфа разпад.
4) Уран-234, за разлика от уран-238, е стабилен елемент.
5) Спонтанното превръщане на бисмут-210 в полоний-210 е придружено от излъчване на електрон.
Решение: 1) Във веригата от трансформации на уран-238 в стабилно олово-206 се отделят не шест, а осем ядра на хелия.
2) Полоний-214 има най-краткия период на полуразпад в представената верига от радиоактивни трансформации. диаграмата показва, че полоний-214 има най-кратко време
3) Оловото с атомна маса 206 не изпитва спонтанен алфа разпад, то е стабилно.
4) Уран-234, за разлика от уран-238, не е стабилен елемент.
5) Спонтанното превръщане на бисмут-210 в полоний-210 е придружено от излъчване на електрон. Тъй като е освободена бета частица.
Отговор: 25
OGE задача по физика (fipi):Каква частица X е била освободена в резултат на реакцията?

Решение:маса преди реакцията 14 + 4 = 18 a.m.u., заряд 7e + 2e = 9e, за да се изпълни законът за запазване на масата и заряда, частицата X трябва да има 18 - 17 = 1 a.m.u. и 9e - 8e = 1e, следователно частицата X е протон.
Отговор: 4
OGE задача по физика (fipi):Ториевото ядро ​​се превърна в радиево ядро. Каква частица е излъчена от ториевото ядро?


3) α-частица
4) β-частица
Решение:Масата се промени с 4, а зарядът с 2, следователно ядрото на торий излъчи α-частица.
Отговор: 3
OGE задача по физика (fipi):

1) алфа частица
2) електрон

Решение:Използвайки закона за запазване на масата и заряда, виждаме, че масата на елемента е 4, а зарядът е 2, следователно това е алфа частица.
Отговор: 1
OGE задача по физика (fipi):

1) алфа частица
2) електрон

Решение:Използвайки закона за запазване на масата и заряда, виждаме, че масата на елемента е 1, а зарядът е 0, следователно това е неутрон.
Отговор: 4
OGE задача по физика (fipi):

3) електрон
4) алфа частица
Решение:гама частица няма нито маса, нито заряд, следователно неизвестна частица има маса и заряд, равни на 1, неизвестна частица е протон.
Отговор: 1
Когато неутронът бъде уловен от ядро, се получава радиоактивен изотоп. По време на тази ядрена трансформация,

4) електрон
Решение:Нека напишем реакцията на улавяне
+ -> + ? .
Използвайки закона за запазване на масата и заряда, виждаме, че масата на неизвестния елемент е 4, а зарядът е 2, следователно това е алфа частица.

1. Избройте няколко ядрени реакции, при които може да се образува изотопът 8 Be.

2. Каква е минималната кинетична енергия в лабораторната система T min, която трябва да притежава един неутрон, за да стане възможна реакцията 16 O(n,α) 13 C?

3. Дали реакцията 6 Li(d,α) 4 He е ендотермична или екзотермична? Дадени са специфичните енергии на свързване на ядрата в MeV: ε(d) = 1,11; ε() = 7,08; ε(6Li) = 5,33.

4. Определете праговете Tpore за 12 C реакции на фотодезинтеграция.

1. γ + 12 C → 11 C + n
2. γ + 12 C → 11 B + p
3. γ + 14 C → 12 C + n + n

5. Определете праговете на реакцията: 7 Li(p,α) 4 He и 7 Li(p,γ) 8 Be.

6. Определете каква минимална енергия трябва да има един протон, за да стане възможна реакцията p + d → p + p + n. Излишните маси са дадени. Δ(1 H) = 7,289 MeV, Δ(2 H) = 13,136 MeV,
Δ(n) = 8,071 MeV.

7. Възможни ли са реакции?

1. α + 7 Li → 10 B + n;
2. α + 12 C → 14 N + d

под въздействието на α-частици с кинетична енергия T = 10 MeV?

8. Идентифицирайте частицата X и изчислете енергиите на реакцията Q в следните случаи:

1. 35 Cl + X → 32 S + α;	4. 23 Na + p → 20 Ne + X;
2. 10 B + X → 7 Li + α;	5. 23 Na + d → 24 Mg + X;
3. 7Li + X → 7Be + n;	6. 23 Na + d → 24 Na + X.

9. Каква минимална енергия T min трябва да има дейтрон, за да възбуди състояние с енергия E exc = 1,75 MeV в резултат на нееластично разсейване върху ядро ​​10 B?

10. Изчислете прага на реакцията: 14 N + α → 17 O + p, в два случая, ако падащата частица е:
1) α-частица,
2) ядро ​​14 N. Енергия на реакцията Q = 1,18 MeV. Обяснете резултата.

1. d(p,γ) 3 He;	5. 32 S(γ,p) 31 P;
2. d(d, 3He)n;	6. 32 (y,n) 31 S;
3. 7Li(p,n) 7Be;	7. 32 S(γ,α) 28 Si;
4. 3 He(α,γ) 7 Be;	8. 4He(α,p) 7Li;

12. Какви ядра могат да се образуват в резултат на реакции под действието на: 1) протони с енергия 10 MeV върху цел от 7 Li; 2) 7 Li ядра с енергия 10 MeV върху водородна мишена?

13. Ядрото 7 LI улавя бавен неутрон и излъчва γ-квант. Каква е енергията на γ-квант?

14. Определете в лабораторна система кинетичната енергия на ядрото 9 Be, образувано при праговата стойност на енергията на неутрона в реакцията 12 C(n,α) 9 Be.

15. При облъчване на мишена от естествен бор се наблюдава появата на радиоактивни изотопи с период на полуразпад 20,4 min и 0,024 s. Какви изотопи са се образували? Какви реакции са довели до образуването на тези изотопи?

16. Мишена от естествен бор се бомбардира с протони. След края на облъчването детекторът на -частици регистрира активност от 100 Bq. След 40 минути активността на пробата намалява до ~25 Bq. Какъв е източникът на дейността? Каква ядрена реакция протича?

17. α-частица с кинетична енергия T = 10 MeV изпитва еластичен челен сблъсък с ядро ​​с температура 12 C. Определете кинетичната енергия в h.p. ядра 12 C T C след сблъсъка.

18. Определете максималната и минималната енергия на образуваните при реакцията ядра 7 Be
7 Li(p,n) 7 Be (Q = -1,65 MeV) под действието на ускорени протони с енергия T p = 5 MeV.

19. -Частиците, излъчени под ъгъл θ нееластичен = 30 0 в резултат на реакцията на нееластично разсейване с възбуждане на състоянието на ядрото 12 C с енергия E ex = 4,44 MeV, имат същата енергия в hp като тези, еластично разпръснати върху същото ядро ​​α- частици под ъгъл θ контрол = 45 0 . Определете енергията на α-частиците, падащи върху целта.

20. α-Частици с енергия T = 5 MeV взаимодействат с неподвижното ядро ​​7 Li. Определете импулсите в s.c.i., образувани в резултат на реакцията 7 Li(α,n) 10 B на неутрона p α и ядрото 10 B p Be .

21. Ниско разположените възбудени състояния на 35 Cl (1.219; 1.763; 2.646; 2.694; 3.003; 3.163 MeV) се изследват с помощта на реакцията 32 S(α,p) 35 Cl. Кое от тези състояния ще бъде възбудено от сноп от α-частици с енергия 5,0 MeV? Определете енергиите на протоните, наблюдавани в тази реакция при ъгли от 0 0 и 90 0 при E = 5,0 MeV.

22. Използвайки импулсната диаграма, вземете връзката между ъглите в hp. и s.c.i.

23. Протон с кинетична енергия T a = 5 MeV удря ядрото 1 H и еластично се разпръсква върху него. Определете енергията T B и ъгъла на разсейване θ B на ядрото на отката 1 H, ако ъгълът на разсейване на протона θ b = 30 0 .

24. Реакцията t(d,n)α се използва широко за получаване на неутрони. Определете енергията на неутроните T n, излъчени под ъгъл 90 0 в генератор на неутрони, използвайки дейтрони, ускорени до енергия T d = 0,2 MeV.

25. Реакцията 7 Li(p,n) 7Be се използва за получаване на неутрони. Енергията на протона T p = 5 MeV. Експериментът изисква неутрони с енергия T n = 1,75 MeV. Под какъв ъгъл θ n спрямо посоката на протонния сноп ще излетят неутрони с такава енергия? Какво ще бъде разпространението на неутронните енергии ΔT, ако те се избират с помощта на 1 cm колиматор, разположен на разстояние 10 cm от целта.

26. Определете орбиталния импулс на трития l t , образуван при реакцията 27 Al(,t) 28 Si, ако орбиталният импулс на падащата α-частица е l α = 0.

27. При какви относителни орбитални ъглови моменти на протона е възможна ядрената реакция p + 7 Li → 8 Be * → α + α?

28. С какви орбитални моменти l p могат да излетят протони в реакцията 12 C(,p) 11 B, ако: 1) крайното ядро ​​се образува в основно състояние и E2-фотонът се абсорбира; 2) крайното ядро ​​се образува в състояние 1/2 + и фотонът M1 се абсорбира; 3) крайното ядро ​​се формира в основно състояние, но E1-фотонът се абсорбира?

29. В резултат на поглъщането на -квант от ядрото се излъчва неутрон с орбитален момент l n = 2. Определете многополярността на -кванта, ако крайното ядро ​​се образува в основно състояние.

30. Ядрото 12 C поглъща γ-квант, в резултат на което излита протон с орбитален момент l = 1. Определете многополярността на погълнатия γ-квант, ако крайното ядро ​​се образува в основно състояние?

31. Определете орбиталния момент на дейтрона l d в реакцията на улавяне на 15 N(n,d) 14 C, ако орбиталният момент на неутрона е l n = 0.

33. Ядрото 40 Ca абсорбира γ-кванта E1. Какви едночастични преходи са възможни?

34. Ядрото 12 C абсорбира γ-кванта E1. Какви едночастични преходи са възможни?

35. Възможно ли е да се възбуди състояние с характеристики J P = 2 + , I = 1 в реакцията на нееластично разсейване на дейтрони върху 10 V ядро?

36. Изчислете напречното сечение на разсейване на -частица с енергия 3 MeV в кулоновото поле на ядрото 238 U в диапазона от ъгли от 150 0 до 170 0 .

37. Златна плоча с дебелина d = 0,1 mm се облъчва от лъч α-частици с интензитет N 0 = 10 3 частици/s. Кинетична енергия на -частиците T = 5 MeV. Колко α-частици на единица телесен ъгъл падат за секунда върху детектор, разположен под ъгъл = 170 0? Плътността на златото е ρ = 19,3 g/cm 3 .

38. Колимиран сноп от α-частици с енергия T = 10 MeV пада перпендикулярно върху медно фолио с дебелина δ = 1 mg/cm 2 . Частиците, разпръснати под ъгъл = 30, се записват от детектор с площ S = 1 cm 2, разположен на разстояние l = 20 cm от целта. Каква част от общия брой разпръснати α-частици ще се регистрира от детектора?

39. При изследване на реакцията 27 Al(p,d) 26 Al под действието на протони с енергия T p = 62 MeV в спектъра на дейтрона, измерен под ъгъл θ d = 90 с помощта на детектор на телесен ъгъл
dΩ = 2·10 -4 sr, пикове се наблюдават при енергии T d = 45.3; 44,32; 40,91 MeV. С общ заряд от протони q = 2,19 mC, падащи върху мишена δ = 5 mg/cm2, броят на отброяванията N в тези пикове беше съответно 5180, 1100 и 4570. Определете енергиите на нивата на ядрото 26 Al, чието възбуждане се наблюдава при тази реакция. Изчислете диференциалните напречни сечения dσ/dΩ за тези процеси.

40. Интегралното напречно сечение на реакцията 32 S(γ,p) 31 P с образуването на крайното ядро ​​31 P в основно състояние при енергия на падащи γ-кванти, равна на 18 MeV, е 4 mb. Оценете интегралното напречно сечение на обратната реакция 31 P(p,γ) 32 S, съответстващо на същата енергия на възбуждане на ядрото 32 S, както при реакцията 32 S(γ,p) 31 P. Вземете под внимание, че това възбуждане е отстранени поради прехода γ към основното състояние.

41. Изчислете интензитета на неутронния лъч J, използван за облъчване на плоча от 55 Mn с дебелина d = 0,1 cm за tact = 15 min, ако след tcool = 150 min след края на облъчването неговата активност I е 2100 Bq. Времето на полуразпад на 56 Mn е 2,58 часа, напречното сечение на активиране е σ = 0,48 b, а плътността на материала на плочата е ρ = 7,42 g/cm3.

42. Диференциалното напречно сечение на реакцията dσ/dΩ под ъгъл 90 0 е 10 mb/sr. Изчислете стойността на интегралното напречно сечение, ако ъгловата зависимост на диференциалното напречно сечение има формата 1+2sinθ.

43. Разсейването на бавни (T n 1 keV) неутрони от ядрото е изотропно. Как може да се обясни този факт?

44. Определете енергията на възбуждане на съставно ядро, образувано, когато α-частица с енергия T = 7 MeV бъде уловена от фиксирано ядро ​​от 10 V.

45. В напречното сечение на реакцията 27 Al (α,р) 30 Si се наблюдават максимуми при енергии на α-частиците T 3,95; 4,84 и 6,57 MeV. Определете енергиите на възбуждане на съставното ядро, съответстващи на максимумите в напречното сечение.

46. С какъв орбитален импулс могат да се разпръснат протони с T p = 2 MeV върху ядрото 112 Sn?

47. Оценете напречното сечение за образуване на съставно ядро ​​при взаимодействие на неутрони с кинетична енергия T n = 1 eV със златни ядра 197 Au.

48. Оценете напречното сечение за образуване на съставно ядро ​​при взаимодействие на неутрони с кинетична енергия T n = 30 MeV със златни ядра 197 Au.

Раздели: Физика

клас: 11

Цели на урока: да запознае учениците с ядрените реакции, с процесите на промяна на атомните ядра, превръщането на едни ядра в други под действието на микрочастици. Подчертайте, че това не е така химична реакциявръзки и разделяния на атоми на елементи помежду си, засягащи само електронни обвивки, и пренареждането на ядрата като системи от нуклони, трансформацията на някои химически елементина другите.

Урокът е придружен от презентация от 21 слайда (Приложение).

По време на часовете

Повторение

1. Какъв е съставът на атомните ядра?

ЯДРО (атомно)- Това е положително заредената централна част на атома, в която е съсредоточена 99,96% от масата му. Радиусът на ядрото е ~10–15 m, което е приблизително сто хиляди пъти по-малко от радиуса на целия атом, определен от размера на неговата електронна обвивка.

Атомното ядро ​​е изградено от протони и неутрони. Общият им брой в ядрото се означава с буквата НОи се нарича масово число. Броят на протоните в ядрото Зопределя електрическия заряд на ядрото и съвпада с атомния номер на елемента в периодичната система от елементи на D.I. Менделеев. Броят на неутроните в едно ядро ​​може да се определи като разликата между масовото число на ядрото и броя на протоните в него. Масовото число е броят на нуклоните в ядрото.

2. Как да обясним стабилността на атомните ядра?

ЯДРЕНИ СИЛИе мярка за взаимодействието на нуклоните в атомно ядро. Именно тези сили задържат еднакво заредените протони в ядрото, предотвратявайки разсейването им под действието на електрически отблъскващи сили.

3. Назовете свойствата на ядрените сили.

Ядрените сили имат редица специфични свойства:

4. Какво представлява ядрената енергия на свързване?

ЕНЕРГИЯ НА СВЪРЗВАНЕ НА АТОМНИ ЯДРАе минималната енергия, необходима за пълното разделяне на ядрото на отделни нуклони. Разликата между сумата от масите на нуклоните (протони и неутрони) и масата на ядрото, състоящо се от тях, умножена по квадрата на скоростта на светлината във вакуум, е енергията на свързване на нуклоните в ядрото. Енергията на свързване на нуклон се нарича специфична енергия на свързване.

5. Защо масата на ядрото не е равна на сумата от масите на включените в него протони и неутрони?

Когато ядрото се образува от нуклони, енергията на ядрото намалява, което е придружено от намаляване на масата, т.е. масата на ядрото трябва да бъде по-малка от сумата от масите на отделните нуклони, които образуват това ядро.

6. Какво е радиоактивност?

Учене на нов материал.

ЯДРЕНА РЕАКЦИЯе процесът на взаимодействие на атомно ядро ​​с друго ядро ​​или елементарна частица, придружен от промяна в състава и структурата на A (a, b) B или A + a → B + b.

Какво е общото и каква е разликата между ядрена реакция и радиоактивен разпад?

обща чертаядрена реакция и радиоактивен разпад е трансформацията на едно атомно ядро ​​в друго.

Но радиоактивно разпаданепродължава спонтанно, без външно влияние, и ядрена реакцияНаречен въздействиебомбардираща частица.

Видове ядрени реакции:

• през етапа на образуване на съставното ядро;
• директна ядрена реакция (енергия над 10 MeV);
• под действието на различни частици: протони, неутрони, ...;
• ядрен синтез;
• ядрено делене;
• абсорбция на енергия и освобождаване на енергия.

Първата ядрена реакция е извършена от Е. Ръдърфорд през 1919 г. в експерименти за откриване на протони в продуктите на ядрения разпад. Ръдърфорд бомбардира азотни атоми с алфа частици. При сблъсък на частиците възниква ядрена реакция, която протича по следната схема:
14 7 N + 4 2 He → 17 8 O + 1 1 H

Условия за протичане на ядрени реакции

За да възникне ядрена реакция под действието на положително заредена частица, е необходимо частицата да притежава кинетична енергия, достатъчна да преодолее действието на кулоновите сили на отблъскване. Незаредени частици, като неутрони, могат да проникнат в атомните ядра с произволно малка кинетична енергия. Ядрените реакции могат да протичат, когато атомите са бомбардирани от бързо заредени частици (протони, неутрони, α-частици, йони).

Първата реакция на бомбардиране на атоми с бързи заредени частици е извършена с помощта на високоенергийни протони, получени в ускорителя през 1932 г.:
7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He

Най-интересни за практическа употреба обаче са реакциите, които се случват по време на взаимодействието на ядрата с неутроните. Тъй като неутроните са лишени от заряд, те могат лесно да проникнат в атомните ядра и да предизвикат техните трансформации. Изключителният италиански физик Е. Ферми е първият, който изучава реакциите, причинени от неутрони. Той откри, че ядрените трансформации се причиняват не само от бързи, но и от бавни неутрони, движещи се с топлинни скорости.

За да се случи ядрена реакция положително зареденичастиците трябва да частицата има кинетична енергия, достатъчно за преодоляване на действието на силите на отблъскване на Кулон. Незаредени частици, като неутрони, могат да проникнат в атомните ядра с произволно малка кинетична енергия.

ускорители на частици(студентска публикация)

За да проникне в тайните на микрокосмоса, човекът изобретил микроскопа. С течение на времето се оказа, че възможностите на оптичните микроскопи са много ограничени - те не ви позволяват да "гледате" от дълбините на атомите. За тези цели не светлинните лъчи, а лъчите от заредени частици се оказаха по-подходящи. И така, в известните експерименти на Е. Ръдърфорд е използван поток от α-частици, излъчвани от радиоактивни препарати. Но естествените източници на частици (радиоактивни вещества) произвеждат лъчи с много ниска интензивност, енергията на частиците се оказва относително ниска и освен това тези източници са неконтролируеми. Ето защо възникна проблемът със създаването на изкуствени източници на ускорени заредени частици. Те включват по-специално електронни микроскопи, които използват електронни лъчи с енергия от порядъка на 10 5 eV.

В началото на 30-те години се появяват първите ускорители на заредени частици. В тези инсталации заредените частици (електрони или протони), движещи се във вакуум под действието на електрически и магнитни полета, придобиват голямо количество енергия (ускоряват се). Колкото по-голяма е енергията на една частица, толкова по-къса е нейната дължина на вълната, така че такива частици са по-подходящи за "сондиране" на микрообекти. В същото време, когато енергията на частицата се увеличава, броят на взаимните преобразувания на частиците, причинени от нея, водещи до раждането на нови елементарни частици, се разширява. Трябва да се има предвид, че проникването в света на атомите и елементарните частици не е евтино. Колкото по-висока е крайната енергия на ускорените частици, толкова по-сложни и големи са ускорителите; техният размер може да достигне няколко километра. Съществуващите ускорители позволяват получаването на лъчи от заредени частици с енергия от няколко MeV до стотици GeV. Интензитетът на лъчите на частиците достига 10 15 - 10 16 частици в секунда; в този случай лъчът може да бъде фокусиран върху цел с площ от само няколко квадратни милиметра. Най-често използваните частици са протони и електрони.

Най-мощните и скъпи ускорители се изграждат с чисто научна цел - за получаване и изследване на нови частици, за изследване на взаимното преобразуване на частиците. Сравнително нискоенергийните ускорители се използват широко в медицината и технологиите за лечение на онкологични пациенти, за производство на радиоактивни изотопи, за подобряване на свойствата на полимерни материали и за много други цели.

Разнообразието от съществуващи видове ускорители може да бъде разделено на четири групи: ускорители с директно действие, линейни ускорители, циклични ускорители, ускорители на сблъскващ се лъч.

Къде се намират бустерите? AT Дубна(Съвместен институт за ядрени изследвания) под ръководството на V.I.Veksler през 1957 г. построи синхрофазотрон. AT Серпухов- синхрофазотрон, дължината на неговата пръстеновидна вакуумна камера, разположена в магнитно поле, е 1,5 km; енергия на протона 76 GeV. AT Новосибирск(Институт по ядрена физика) под ръководството на G.I. Budker бяха пуснати в експлоатация ускорители на сблъскващи се електрон-електронни и електрон-позитронни лъчи (лъчи от 700 MeV и 7 GeV). AT Европа (ЦЕРН, Швейцария - Франция) има ускорители с 30 GeV сблъскващи се протонни лъчи и 270 GeV протон-антипротонни лъчи. В момента по време на изграждането на Големия адронен колайдер (LHC) на границата на Швейцария и Франция е завършен ключов етап от строителните работи - инсталирането на свръхпроводящи магнити за ускорител на елементарни частици.

Колайдерът се изгражда в тунел с периметър 26650 метра на дълбочина около сто метра. Първите тестови сблъсъци в колайдера бяха планирани за ноември 2007 г., но повредата на един от магнитите, възникнала по време на тестовата работа, ще доведе до известно забавяне в графика за пускане в експлоатация на съоръжението. Големият адронен колайдер е предназначен за търсене и изследване на елементарни частици. Веднъж пуснат в действие, LHC ще бъде най-мощният ускорител на частици в света, надминавайки най-близките си конкуренти с почти порядък. Изграждането на научния комплекс на Големия адронен колайдер продължава повече от 15 години. В тази работа участват повече от 10 хиляди души от 500 изследователски центъра по света.

Ядрените реакции са придружени от енергийни трансформации. изходна енергияядрената реакция се нарича стойността:
Q = (М A+ МБ- М° С- МД) ° С 2 = ∆ Мак 2, където МА и М B са масите на изходните продукти, М C и М D са масите на крайните продукти на реакцията. Стойност Δ МНаречен масов дефект. Ядрените реакции могат да протичат с освобождаването ( Q> 0) или с абсорбция на енергия ( Q < 0). Во втором случае первоначальная кинетична енергияизходните продукти трябва да надвишават стойността | Q|, което се нарича праг на реакция.

За да има ядрена реакция положителен енергиен добив, специфична енергия на свързваненуклоните в ядрата на първоначалните продукти трябва да бъдат по-малки от специфичната енергия на свързване на нуклоните в ядрата на крайните продукти. Това означава, че стойността Δ Мтрябва да е положителен.

Механизъм на ядрените реакции

Два етапа на ядрена реакция:

• поглъщане на частица от ядро ​​и образуване на възбудено ядро. Енергията се разпределя между всички нуклони на ядрото, като всеки от тях има енергия, която е по-малка от специфичната енергия на свързване и те не могат да проникнат в ядрото. Нуклоните обменят енергия помежду си и върху един от тях или върху група нуклони може да се концентрира енергия, достатъчна за преодоляване на силите на ядрено свързване и освобождаване от ядрото.
• излъчването на частица от ядрото се случва като изпарението на молекула от повърхността на капка течност. Интервалът от време от момента на поглъщане на първичната частица от ядрото до момента на излъчване на вторичната частица е приблизително 10 -12 s.

Закони за запазване при ядрени реакции

По време на ядрени реакции няколко закони за опазване: импулс, енергия, ъглов момент, заряд. В допълнение към тези класически закони, ядрените реакции се подчиняват на така наречения закон за запазване барионен заряд(т.е. броя на нуклоните - протони и неутрони). В сила са и редица други закони за запазване, специфични за ядрената физика и физиката на елементарните частици.

1. Какво е ядрена реакция?
2. Каква е разликата между ядрена реакция и химическа реакция?
3. Защо образуваните хелиеви ядра се разпръскват в противоположни посоки?
   7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He
4. Ядрената реакция на излъчване на α-частица ядро ​​ли е?
5. Добавете ядрени реакции:
   • 9 4 Be + 1 1 H → 10 5 B + ?
   • 14 7 N + ? → 14 6 C + 1 1p
   • 14 7 N + 4 2 He → ? + 1 1H
   • 27 13 Al + 4 2 He → 30 15 P + ? (1934 г. Ирен Кюри и Фредерик Жолио-Кюри получават радиоактивен изотоп на фосфора)
   • ? + 4 2 He → 30 14 Si + 1 1 p
6. Определете енергийния добив на ядрената реакция.
   14 7 N + 4 2 He → 17 8 O + 1 1 H
   Масата на азотен атом е 14,003074 amu, кислороден атом е 16,999133 amu, хелиев атом е 4,002603 amu, водороден атом е 1,007825 amu.

Самостоятелна работа

Опция 1

1.

1. алуминият (27 13 Al) улавя неутрон и излъчва α-частица;
2. азот (14 7 N) се бомбардира от α-частици и излъчва протон.

2.

1. 35 17 Cl + 1 0 n → 1 1 p +
2. 13 6 C + 1 1 p →
3. 7 3 Li + 1 1 p → 2
4. 10 5 B + 4 2 He → 1 0 n +
5. 24 12 Mg + 4 2 He → 27 14 Si +
6. 56 26 Fe + 1 0 n → 56 25 Mn +

Отговори: а) 13 7 N; б) 1 1 p; в) 1 0 n; г) 14 7 N; д) 4 2 He; е) 35 16 S

3.

1. 7 3 Li + 1 0 n → 4 2 He + 13H;
2. 9 4 Be + 4 2 He → 1 0 n + 13 6 C.

Вариант 2

1. Напишете уравненията за следните ядрени реакции:

1. фосфор (31 15 P) улавя неутрон и излъчва протон;
2. алуминият (27 13 Al) се бомбардира от протони и излъчва α-частица.

2. Попълнете уравнението на ядрената реакция:

1. 18 8 O + 1 1 p → 1 0 n +
2. 11 5 B + 4 2 He → 1 0 n +
3. 14 7 N + 4 2 He → 17 8 O +
4. 12 6 C + 1 0 n → 9 4 Be +
5. 27 13 Al + 4 2 He → 30 15 P +
6. 24 11 Na → 24 12 Mg + 0 -1 e +

Отговори: а) 4 2 He; б) 18 9 F; в) 14 7 N; г) 1 0 n; д) γ; е) 1 1 стр

3. Определете енергийния добив на реакциите:

1. 6 3 Li + 1 1 p → 4 2 He + 3 2 He;
2. 19 9 F + 1 1 p → 4 2 He + 16 8 O.

След приключване на самостоятелната работа се провежда самопроверка.

Домашна работа: № 1235 - 1238. (А. П. Римкевич)