Došlo k následující jaderné reakci 27 18. Jaderné reakce (úkoly)

Teorie: Jaderné reakce se řídí zákony zachování hmoty a náboje.
Celková hmotnost před reakcí se rovná celkové hmotnosti po reakci, celkový náboj před reakcí se rovná celkovému náboji po reakci.
Například:
Izotopy jsou odrůdy daného chemického prvku, které se liší hmotností atomových jader. těch. Hmotnostní čísla jsou různá, ale čísla nábojů jsou stejná.

Obrázek ukazuje řetězec přeměn uranu-238 na olovo-206. Pomocí údajů na obrázku vyberte dva správné výroky z navrženého seznamu výroků. Uveďte jejich čísla.

1) V řetězci přeměn uranu-238 na stabilní olovo-206 se uvolní šest jader helia.
2) Polonium-214 má nejkratší poločas v uvedeném řetězci radioaktivních přeměn.
3) Vést s atomová hmotnost 206 podléhá spontánnímu rozpadu alfa.
4) Uran-234 je na rozdíl od uranu-238 stabilní prvek.
5) Spontánní přeměna vizmutu-210 na polonium-210 je doprovázena emisí elektronu.
Řešení: 1) V řetězci přeměn uranu-238 na stabilní olovo-206 se neuvolní šest, ale osm jader helia.
2) Polonium-214 má nejkratší poločas v uvedeném řetězci radioaktivních přeměn. diagram ukazuje, že polonium-214 má nejkratší čas
3) Olovo s atomovou hmotností 206 neprochází samovolným rozpadem alfa, je stabilní.
4) Uran-234 na rozdíl od uranu-238 není stabilní prvek.
5) Spontánní přeměna vizmutu-210 na polonium-210 je doprovázena emisí elektronu. Od té doby, co byla uvolněna beta částice.
Odpovědět: 25
Úloha OGE ve fyzice (fipi): Jaká částice X se uvolnila v důsledku reakce?

Řešení: hmotnost před reakcí 14 + 4 = 18 a.m.u., náboj 7e + 2e = 9e, aby byl splněn zákon zachování hmotnosti a náboje, musí mít částice X 18 - 17 = 1 a.m.u. a 9e - 8e = 1e, proto částice X je proton.
Odpovědět: 4
Úloha OGE ve fyzice (fipi): Jádro thoria se změnilo na jádro radia. Jaká částice byla emitována jádrem thoria?


3) a-částice
4) β-částice
Řešení: Hmotnost se změnila o 4 a náboj o 2, takže jádro thoria emitovalo α-částici.
Odpovědět: 3
Úloha OGE ve fyzice (fipi):

1) částice alfa
2) elektron

Řešení: Pomocí zákona zachování hmotnosti a náboje vidíme, že hmotnost prvku je 4 a náboj je 2, takže se jedná o částici alfa.
Odpovědět: 1
Úloha OGE ve fyzice (fipi):

1) částice alfa
2) elektron

Řešení: Pomocí zákona zachování hmotnosti a náboje vidíme, že hmotnost prvku je 1 a náboj je 0, takže se jedná o neutron.
Odpovědět: 4
Úloha OGE ve fyzice (fipi):

3) elektron
4) částice alfa
Řešení:částice gama nemá hmotnost ani náboj, proto má neznámá částice hmotnost a náboj rovný 1, neznámá částice je proton.
Odpovědět: 1
Když je neutron zachycen jádrem, vzniká radioaktivní izotop. Během této jaderné transformace,

4) elektron
Řešení: Napíšeme reakci zachycení
+ -> + ? .
Pomocí zákona zachování hmotnosti a náboje vidíme, že hmotnost neznámého prvku je 4 a náboj je 2, jedná se tedy o částici alfa.

1. Uveďte několik jaderných reakcí, při kterých může vzniknout izotop 8 Be.

2. Jakou minimální kinetickou energii v laboratorním systému T min musí mít neutron, aby byla možná reakce 16 O(n,α) 13 C?

3. Je reakce 6 Li(d,α) 4 He endotermická nebo exotermická? Specifické vazebné energie jader v MeV jsou dány: ε(d) = 1,11; s() = 7,08; e(6Li) = 5,33.

4. Určete prahové hodnoty Tpore pro 12C fotodezintegrační reakce.

1. y + 12C -> 11C + n
2. y + 12 C -> 11 B + p
3. y + 14 C -> 12 C + n + n

5. Určete reakční prahy: 7 Li(p,α) 4 He a 7 Li(p,γ) 8 Be.

6. Určete, jakou minimální energii musí mít proton, aby byla možná reakce p + d → p + p + n. Přebytečné hmoty jsou dány. Δ(1H) = 7,289 MeV, A(2H) = 13,136 MeV,
A(n) = 8,071 MeV.

7. Jsou možné reakce?

1. a + 7 Li -> 10 B + n;
2. a + 12 C -> 14 N + d

vlivem α-částic s kinetickou energií T = 10 MeV?

8. Identifikujte částici X a vypočítejte reakční energie Q v následujících případech:

1.35Cl + X -> 32S + a;	4. 23 Na + p -> 20 Ne + X;
2.10B + X -> 7 Li + a;	5. 23Na + d -> 24 Mg + X;
3. 7Li + X -> 7Be + n;	6. 23 Na + d → 24 Na + X.

9. Jakou minimální energii T min musí mít deuteron, aby v důsledku nepružného rozptylu na jádře 10 B vybudil stav s energií E exc = 1,75 MeV?

10. Vypočítejte práh reakce: 14 N + α → 17 O + p, ve dvou případech, je-li dopadající částice:
1) α-částice,
2) Jádro 14 N. Reakční energie Q = 1,18 MeV. Vysvětlete výsledek.

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

12. Jaká jádra mohou vzniknout v důsledku reakcí za působení: 1) protonů s energií 10 MeV na terči 7 Li; 2) 7 jader Li o energii 10 MeV na vodíkovém terči?

13. Jádro 7 LI zachycuje pomalý neutron a emituje γ-kvantum. Jaká je energie γ-kvanta?

14. Určete v laboratorní soustavě kinetickou energii jádra 9 Be vzniklého při prahové hodnotě energie neutronů při reakci 12 C(n,α) 9 Be.

15. Při ozáření terče vyrobeného z přírodního boru byl pozorován výskyt radioaktivních izotopů s poločasy 20,4 min a 0,024 s. Jaké izotopy vznikly? Jaké reakce vedly ke vzniku těchto izotopů?

16. Přirozený bórový terč je bombardován protony. Po ukončení ozařování zaznamenal -detektor částic aktivitu 100 Bq. Po 40 minutách se aktivita vzorku snížila na ~25 Bq. Co je zdrojem aktivity? Jaká jaderná reakce probíhá?

17. α-částice s kinetickou energií T = 10 MeV zažije pružnou čelní srážku s jádrem 12 C. Určete kinetickou energii v h.p. jádra 12 C T C po srážce.

18. Určete maximální a minimální energie jader 7 Be vzniklých při reakci
7 Li(p,n) 7 Be (Q = -1,65 MeV) za působení urychlených protonů s energií T p = 5 MeV.

19. -Částice emitované pod úhlem θ nepružné = 30 0 v důsledku reakce nepružného rozptylu s vybuzením stavu jádra 12 C s energií E ex = 4,44 MeV mají stejnou energii v hp jako ty pružně rozptýlené na stejné jádro α- částice pod úhlem θ kontrola = 45 0 . Určete energii α-částic dopadajících na terč.

20. α-Částice s energií T = 5 MeV interagují s nepohyblivým jádrem 7 Li. Určete hybnost v s.c.i., vzniklé v důsledku reakce 7 Li(α,n) 10 B neutronu p α a jádra 10 B p Be .

21. Nízko položené excitované stavy35Cl (1,219; 1,763; 2,646; 2,694; 3,003; 3,163 MeV) jsou studovány pomocí reakce32S(a,p)35Cl. Který z těchto stavů bude buzen svazkem α-částic o energii 5,0 MeV? Určete energie protonů pozorovaných při této reakci pod úhly 0 0 a 90 0 při E = 5,0 MeV.

22. Pomocí impulzního diagramu získejte vztah mezi úhly v hp. a s.c.i.

23. Proton s kinetickou energií T a = 5 MeV dopadá na jádro 1 H a elasticky se na něm rozptyluje. Určete energii T B a úhel rozptylu θ B jádra zpětného rázu 1 H, jestliže úhel rozptylu protonů θ b = 30 0 .

24. Reakce t(d,n)α se široce používá k výrobě neutronů. Určete energii neutronů T n emitovaných pod úhlem 90 0 v generátoru neutronů pomocí deuteronů urychlených na energii T d = 0,2 MeV.

25. Reakce 7 Li(p,n) 7 Be se využívá k výrobě neutronů. Energie protonu Tp = 5 MeV. Experiment vyžaduje neutrony s energií T n = 1,75 MeV. Pod jakým úhlem θ n vůči směru paprsku protonů vyletí neutrony s takovou energií? Jaké bude šíření neutronových energií ΔT, pokud budou vybrány pomocí 1 cm kolimátoru umístěného ve vzdálenosti 10 cm od cíle.

26. Určete orbitální hybnost tritia l t, vzniklého reakcí 27 Al(,t) 28 Si, je-li orbitální hybnost dopadající α-částice l α = 0.

27. Při jakém relativním orbitálním momentu hybnosti protonu je možná jaderná reakce p + 7 Li → 8 Be * → α + α?

28. S jakými orbitálními momenty l p mohou protony vylétnout při reakci 12 C(,p) 11 B, jestliže: 1) konečné jádro vznikne v základním stavu a foton E2 byl absorbován; 2) konečné jádro je vytvořeno ve stavu 1/2 + a foton M1 je absorbován; 3) konečné jádro je vytvořeno v základním stavu, ale E1-foton byl absorbován?

29. V důsledku absorpce -kvanta jádrem je emitován neutron s orbitálním momentem hybnosti l n = 2. Určete multipolaritu -kvanta, vznikne-li konečné jádro v základním stavu.

30. Jádro 12 C pohltí γ-kvanta, v důsledku čehož vyletí proton s orbitálním momentem l = 1. Určete multipolaritu pohlceného γ-kvanta, vznikne-li konečné jádro v základním stavu?

31. Určete orbitální moment deuteronu l d při reakci zachycení 15 N(n,d) 14 C, je-li orbitální moment neutronu l n = 0.

33. Jádro 40 Ca absorbuje E1 γ-kvantum. Jaké jednočásticové přechody jsou možné?

34. 12C jádro absorbuje E1 y-kvantum. Jaké jednočásticové přechody jsou možné?

35. Je možné při reakci nepružného rozptylu deuteronů na jádře 10 V vybudit stav s charakteristikami J P = 2 +, I = 1?

36. Vypočítejte průřez rozptylu pro -částici o energii 3 MeV v Coulombově poli jádra 238 U v rozsahu úhlů od 150 0 do 170 0 .

37. Zlatá deska o tloušťce d = 0,1 mm je ozařována paprskem α-částic s intenzitou N 0 = 10 3 částic/s. Kinetická energie -částic T = 5 MeV. Kolik α-částic spadne na jednotku prostorového úhlu za sekundu na detektor umístěný pod úhlem = 170 0 ? Hustota zlata je ρ = 19,3 g/cm 3 .

38. Kolimovaný paprsek α-částic s energií T = 10 MeV dopadá kolmo na měděnou fólii o tloušťce δ = 1 mg/cm 2 . Částice rozptýlené pod úhlem = 30 zaznamenává detektor o ploše S = 1 cm 2 umístěný ve vzdálenosti l = 20 cm od cíle. Jaký zlomek z celkového počtu rozptýlených α-částic bude detektorem registrován?

39. Při studiu reakce 27 Al(p,d) 26 Al za působení protonů s energií T p = 62 MeV ve spektru deuteronů měřeno pod úhlem θ d = 90 pomocí prostorového detektoru
dΩ = 2·10-4 sr, píky byly pozorovány s energiemi Td = 45,3; 44,32; 40,91 MeV. S celkovým nábojem protonů q = 2,19 mC dopadajících na cíl 5 = 5 mg/cm2 silný, počet impulzů N v těchto vrcholech byl 5180, 1100 a 4570, v tomto pořadí. Určete energie hladin jádra 26 Al, jehož excitace byla při této reakci pozorována. Vypočítejte diferenciální průřezy dσ/dΩ pro tyto procesy.

40. Integrální průřez reakce 32 S(γ,p) 31 P se vznikem konečného jádra 31 P v základním stavu při energii dopadajících γ-kvant rovné 18 MeV je 4 mb. Odhadněte integrální průřez inverzní reakce 31 P(p,γ) 32 S odpovídající stejné excitační energii jádra 32 S jako v reakci 32 S(γ,p) 31 P. Vezměte v úvahu, že tato excitace je odstraněna kvůli přechodu γ do základního stavu.

41. Vypočítejte intenzitu neutronového paprsku J použitého k ozáření desky 55 Mn o tloušťce d = 0,1 cm pro takt = 15 min, jestliže po tcool = 150 min po ukončení ozařování byla její aktivita I 2100 Bq. Poločas rozpadu 56 Mn je 2,58 h, aktivační průřez je σ = 0,48 b a hustota materiálu desky je ρ = 7,42 g/cm3.

42. Rozdílový průřez reakce dσ/dΩ pod úhlem 90° je 10 mb/sr. Vypočítejte hodnotu integrálního průřezu, má-li úhlová závislost diferenciálního průřezu tvar 1+2sinθ.

43. Rozptyl pomalých (T n 1 keV) neutronů jádrem je izotropní. Jak lze tuto skutečnost vysvětlit?

44. Určete excitační energii složeného jádra vzniklého při zachycení α-částice s energií T = 7 MeV pevným jádrem 10 V.

45. V reakčním průřezu 27 Al (α,р) 30 Si jsou pozorována maxima při energiích α-částic T 3,95; 4,84 a 6,57 MeV. Určete excitační energie složeného jádra odpovídající maximům v průřezu.

46. S jakou orbitální hybností se mohou protony s T p = 2 MeV rozptylovat na jádře 112 Sn?

47. Odhadněte průřez pro vznik složeného jádra při interakci neutronů s kinetickou energií T n = 1 eV s jádry zlata 197 Au.

48. Odhadněte průřez pro vznik složeného jádra při interakci neutronů s kinetickou energií T n = 30 MeV s jádry zlata 197 Au.

Sekce: Fyzika

Třída: 11

Cíle lekce: seznámit studenty s jadernými reakcemi, s procesy změny atomových jader, přeměnou některých jader na jiná za působení mikročástic. Zdůrazněte, že tomu tak není chemické reakce spojování a oddělování atomů prvků mezi sebou, postihující pouze elektronové obaly, a přeskupování jader na soustavy nukleonů, přeměnu něk. chemické prvky ostatním.

Lekci doprovází 21-snímková prezentace (Příloha).

Během vyučování

Opakování

1. Jaké je složení atomových jader?

JÁDRO (atomové)- Toto je kladně nabitá centrální část atomu, ve které je soustředěno 99,96 % jeho hmoty. Poloměr jádra je ~10–15 m, což je přibližně stotisíckrát menší než poloměr celého atomu, určený velikostí jeho elektronového obalu.

Atomové jádro je tvořeno protony a neutrony. Jejich celkový počet v jádře je označen písmenem A a nazývá se hmotnostní číslo. Počet protonů v jádře Z určuje elektrický náboj jádra a shoduje se s atomovým číslem prvku v periodické soustavě prvků D.I. Mendělejev. Počet neutronů v jádře lze definovat jako rozdíl mezi hmotnostním číslem jádra a počtem protonů v něm. Hmotnostní číslo je počet nukleonů v jádře.

2. Jak vysvětlit stabilitu atomových jader?

JADERNÉ SÍLY je mírou interakce nukleonů v atomovém jádře. Právě tyto síly drží podobně nabité protony v jádře a brání jim v rozptylu působením elektrických odpudivých sil.

3. Vyjmenujte vlastnosti jaderných sil.

Jaderné síly mají řadu specifických vlastností:

4. Co je to jaderná vazebná energie?

VAZEBNÁ ENERGIE ATOMOVÝCH JADER je minimální energie potřebná k úplnému rozdělení jádra na jednotlivé nukleony. Rozdíl mezi součtem hmotností nukleonů (protonů a neutronů) a hmotností z nich sestávajícího jádra, vynásobený druhou mocninou rychlosti světla ve vakuu, je vazebná energie nukleonů v jádře. Vazebná energie na nukleon se nazývá specifická vazebná energie.

5. Proč se hmotnost jádra nerovná součtu hmotností protonů a neutronů v něm zahrnutých?

Při vzniku jádra z nukleonů se energie jádra snižuje, což je doprovázeno úbytkem hmotnosti, t.j. hmotnost jádra musí být menší než součet hmotností jednotlivých nukleonů tvořících toto jádro.

6. Co je radioaktivita?

Učení nového materiálu.

JADERNÁ REAKCE je proces interakce atomového jádra s jiným jádrem nebo elementární částicí, doprovázený změnou složení a struktury A (a, b) B nebo A + a → B + b.

Co je běžné a jaký je rozdíl mezi jadernou reakcí a radioaktivním rozpadem?

společný rys jaderná reakce a radioaktivní rozpad je přeměna jednoho atomového jádra na druhé.

Ale radioaktivní rozpad děje spontánně, bez vnějšího vlivu, a jaderná reakce volal dopad bombardovací částice.

Typy jaderných reakcí:

• přes fázi tvorby složeného jádra;
• přímá jaderná reakce (energie více než 10 MeV);
• působením různých částic: protony, neutrony, ...;
• jaderná syntéza;
• jaderné štěpení;
• absorpce a výdej energie.

První jadernou reakci provedl E. Rutherford v roce 1919 v experimentech na detekci protonů v produktech jaderného rozpadu. Rutherford bombardoval atomy dusíku alfa částicemi. Když se částice srazily, došlo k jaderné reakci, která probíhala podle následujícího schématu:
14 7 N + 4 2 He → 17 8 O + 1 1 H

Podmínky pro vznik jaderných reakcí

Aby k jaderné reakci došlo působením kladně nabité částice, je nutné, aby částice měla kinetickou energii dostatečnou k překonání působení Coulombových odpudivých sil. Nenabité částice, jako jsou neutrony, mohou pronikat atomovými jádry s libovolně malou kinetickou energií. Jaderné reakce mohou probíhat, když jsou atomy bombardovány rychle nabitými částicemi (protony, neutrony, α-částice, ionty).

První reakce bombardování atomů rychle nabitými částicemi byla provedena pomocí vysokoenergetických protonů získaných na urychlovači v roce 1932:
7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He

Pro praktické využití jsou však nejzajímavější reakce, ke kterým dochází při interakci jader s neutrony. Protože neutrony jsou bez náboje, mohou snadno proniknout do atomových jader a způsobit jejich přeměny. Vynikající italský fyzik E. Fermi jako první studoval reakce způsobené neutrony. Zjistil, že jaderné přeměny jsou způsobeny nejen rychlými, ale také pomalými neutrony pohybujícími se tepelnými rychlostmi.

Aby došlo k jaderné reakci kladně nabitýčástice potřebují částice má kinetickou energii, dostačující pro překonání působení coulombských odpudivých sil. Nenabité částice, jako jsou neutrony, mohou pronikat atomovými jádry s libovolně malou kinetickou energií.

urychlovače částic(studentský příspěvek)

Aby člověk pronikl do tajů mikrokosmu, vynalezl mikroskop. Postupem času se ukázalo, že možnosti optických mikroskopů jsou velmi omezené – neumožňují „dívat se“ z hlubin atomů. Pro tyto účely se ukázaly jako vhodnější nikoli světelné paprsky, ale paprsky nabitých částic. Takže ve slavných experimentech E. Rutherforda byl použit proud α-částic emitovaných radioaktivními přípravky. Přírodní zdroje částic (radioaktivní látky) však produkují paprsky velmi nízké intenzity, energie částic se ukazuje jako relativně nízká a navíc jsou tyto zdroje nekontrolovatelné. Proto vznikl problém vytvořit umělé zdroje urychlených nabitých částic. Patří sem zejména elektronové mikroskopy, které využívají elektronové paprsky s energiemi řádově 10 5 eV.

Na počátku 30. let se objevily první urychlovače nabitých částic. V těchto instalacích získávají nabité částice (elektrony nebo protony), pohybující se ve vakuu působením elektrických a magnetických polí, velké množství energie (urychlují se). Čím větší je energie částice, tím kratší je její vlnová délka, takže takové částice jsou vhodnější pro „sondování“ mikroobjektů. Zároveň s rostoucí energií částice se rozšiřuje počet jí způsobených vzájemných přeměn částic vedoucích ke zrodu nových elementárních částic. Je třeba si uvědomit, že průnik do světa atomů a elementárních částic není levný. Čím vyšší je konečná energie urychlených částic, tím složitější a větší jsou urychlovače; jejich velikost může dosáhnout několika kilometrů. Stávající urychlovače umožňují získat svazky nabitých částic s energiemi od několika MeV až po stovky GeV. Intenzita částicových paprsků dosahuje 10 15 - 10 16 částic za sekundu; v tomto případě lze paprsek zaměřit na cíl o ploše pouhých několika čtverečních milimetrů. Nejčastěji používanými částicemi jsou protony a elektrony.

Nejvýkonnější a nejdražší urychlovače jsou stavěny pro čistě vědecké účely – pro získávání a studium nových částic, pro studium vzájemných přeměn částic. Relativně nízkoenergetické urychlovače jsou široce používány v medicíně a technice pro léčbu onkologických pacientů, pro výrobu radioaktivních izotopů, pro zlepšování vlastností polymerních materiálů a pro mnoho dalších účelů.

Rozmanitost existujících typů urychlovačů lze rozdělit do čtyř skupin: přímočinné urychlovače, lineární urychlovače, cyklické urychlovače, urychlovače se srážkovým paprskem.

Kde jsou umístěny boostery? V Dubna(Spojený ústav pro jaderný výzkum) pod vedením V.I.Vekslera v roce 1957 postavil synchrofasotron. V Serpukhov- synchrofasotron, délka jeho prstencové vakuové komory, umístěné v magnetickém poli, je 1,5 km; energie protonu 76 GeV. V Novosibirsk(Ústav jaderné fyziky) pod vedením G.I.Budkera byly uvedeny do provozu urychlovače na srážce svazků elektron-elektron a elektron-pozitron (paprsky 700 MeV a 7 GeV). V Evropa (CERN, Švýcarsko – Francie) existují urychlovače se srážejícími se paprsky protonů 30 GeV a paprsky protonů a antiprotonů 270 GeV. V současné době je při výstavbě Velkého hadronového urychlovače (LHC) na hranici Švýcarska a Francie dokončena klíčová etapa stavebních prací - instalace supravodivých magnetů pro urychlovač elementárních částic.

Urychlovač se staví v tunelu o obvodu 26650 metrů v hloubce asi sto metrů. První zkušební kolize v urychlovači byly naplánovány na listopad 2007, ale selhání jednoho z magnetů, ke kterému došlo během zkušebních prací, povede k určitému zpoždění v harmonogramu uvádění zařízení do provozu. Velký hadronový urychlovač je určen k vyhledávání a studiu elementárních částic. Po spuštění bude LHC nejvýkonnějším urychlovačem částic na světě, který překoná své nejbližší konkurenty téměř o řád. Výstavba vědeckého komplexu Velkého hadronového urychlovače probíhá již více než 15 let. Do této práce je zapojeno více než 10 tisíc lidí z 500 výzkumných center po celém světě.

Jaderné reakce jsou doprovázeny přeměnami energie. energetický výdej jaderná reakce se nazývá hodnota:
Q = (M A+ M B- M C- M D) C 2 = ∆ Mc 2, kde M A a M B jsou hmotnosti počátečních produktů, M C a M D jsou hmotnosti konečných reakčních produktů. Hodnota Δ M volal hromadný defekt. S uvolňováním mohou pokračovat jaderné reakce ( Q> 0) nebo s absorpcí energie ( Q < 0). Во втором случае первоначальная Kinetická energie zdrojové produkty musí překročit hodnotu | Q|, který se nazývá reakční práh.

Aby jaderná reakce měla pozitivní energetický výtěžek, specifická vazebná energie nukleonů v jádrech výchozích produktů musí být menší než specifická vazebná energie nukleonů v jádrech konečných produktů. To znamená, že hodnota Δ M musí být pozitivní.

Mechanismus jaderných reakcí

Dvě fáze jaderné reakce:

• absorpce částice jádrem a vznik excitovaného jádra. Energie je distribuována mezi všechny nukleony jádra, přičemž každý z nich má energii, která je menší než specifická vazebná energie, a nemohou proniknout do jádra. Nukleony si mezi sebou vyměňují energii a na jednom z nich nebo na skupině nukleonů se může koncentrovat energie dostatečná k překonání sil jaderné vazby a uvolnění z jádra.
• emise částice jádrem nastává jako vypařování molekuly z povrchu kapky kapaliny. Časový interval od okamžiku pohlcení primární částice jádrem do okamžiku emise sekundární částice je přibližně 10 -12 s.

Zákony zachování v jaderných reakcích

Během jaderných reakcí několik zákony zachování: hybnost, energie, moment hybnosti, náboj. Kromě těchto klasických zákonů se jaderné reakce řídí takzvaným zákonem zachování baryonový náboj(tedy počet nukleonů - protonů a neutronů). Platí také řada dalších zákonů zachování specifických pro jadernou fyziku a fyziku elementárních částic.

1. Co je to jaderná reakce?
2. Jaký je rozdíl mezi jadernou reakcí a chemickou reakcí?
3. Proč se vzniklá jádra helia rozptylují opačnými směry?
   7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He
4. Je jaderná reakce emitování α-částice jádrem?
5. Přidejte jaderné reakce:
   • 9 4 Be + 1 1 H → 10 5 B + ?
   • 14 7 N + ? → 14 6 C + 1 1p
   • 14 7 N + 4 2 He → ? + 11H
   • 27 13 Al + 4 2 He → 30 15 P + ? (1934 Irene Curie a Frederic Joliot-Curie obdrželi radioaktivní izotop fosforu)
   • ? + 4 2 He → 30 14 Si + 1 1 p
6. Určete energetický výtěžek jaderné reakce.
   14 7 N + 4 2 He → 17 8 O + 1 1 H
   Hmotnost atomu dusíku je 14,003074 amu, atom kyslíku je 16,999133 amu, atom helia je 4,002603 amu, atom vodíku je 1,007825 amu.

Samostatná práce

Možnost 1

1.

1. hliník (27 13 Al) zachycuje neutron a emituje α-částici;
2. dusík (14 7 N) je bombardován α-částicemi a emituje proton.

2.

1. 35 17 Cl + 10 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 +

Odpovědi: a) 13 7 N; b) 11 p; c) 10 n; d) 147 N; e) 4 2 He; f) 35 16 S

3.

1. 73 Li + 10 n → 4 2 He + 13H;
2. 9 4 Be + 4 2 He → 1 0 n + 13 6 C.

Možnost 2

1. Napište rovnice pro následující jaderné reakce:

1. fosfor (31 15 P) zachycuje neutron a emituje proton;
2. hliník (27 13 Al) je bombardován protony a emituje α-částici.

2. Doplňte rovnici jaderné reakce:

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 +

Odpovědi: a) 4 2 He; b) 189 F; c) 147 N; d) 10 n; e) y; f) 1 1 b

3. Určete energetický výtěžek reakcí:

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.

Po dokončení samostatné práce se provede autotest.

Domácí úkol: č. 1235 - 1238. (A.P. Rymkevich)