- це штучні перетворення атомних ядер. викликані їх взаємодією з частинками (протонами, нейтронами, альфа-частками, гамма-частинками) або іншими ядрами.
Умова. коли протікання ядерної реакції стає можливим:
- коли ядро і частка (або інше ядро) зближуються на відстані, при яких починають діяти ядерні сили.
Так як в реакцію можуть вступати ядро і позитивно заряджена частинка (протон), то необхідно подолати виникаючі між ними сили відштовхування. Це можливо при великих швидкостях частинок.
Такі швидкості досягаються в прискорювачах елементарних частинок.
Джерелами заряджених частинок для проведення ядерних реакцій можуть бути:
- природні радіоактивні елементи
- прискорювачі елементарних частинок
- космічне випромінювання.
Як відбуваються ядерні реакції?
Перетворення ядер супроводжується зміною їх внутрішньої енергії (енергії зв'язку).
Різниця між сумою енергії спокою ядер і частинок до реакції і після реакції називається енергетичним виходом ядерної реакції.
Розрахунок енергетичного виходу ядерної реакції:
- розрахувати суму мас (m1) ядер і частинок до реакції;
- розрахувати суму мас (m2) ядер і частинок після реакції;
- розрахувати зміна маси
- розрахувати енергетичний вихід реакції, тобто зміна енергії дорівнює добутку зміни маси на квадрат швидкості світла.
При ядерних реакціях завжди виконуються закони збереження масових і зарядових чисел.
Виділення або поглинання енергії?
Ядерна реакція може проходити з виділенням енергії і з поглинанням енергії.
Зміна внутрішньої енергії частинок в результаті ядерної реакції пов'язано зі зміною мас спокою частинок.
Якщо сума мас ядер і частинок (m1), що вступають в ядерну реакцію, менше суми мас ядер і частинок (m2), що виникають в результаті реакції, то спостерігається поглинання енергії.
Якщо сума мас ядер і частинок (m1), що вступають в ядерну реакцію, більше суми мас ядер і частинок (m2), що виникають в результаті реакції, то спостерігається виділення енергії.
ЯДЕРНА РЕАКЦІЯ НА нейтронів
Так як нейтрони позбавлені заряду, вони легко проникають в атомні ядра і викликають їх перетворення.
Ядерні перетворення викликаються не тільки швидкими, але і повільними нейтронами, причому навіть більш ефективно.
Для отримання керованої ядерної реакції швидкі нейтрони треба сповільнювати.
Сповільнювачем може служити звичайна вода, так як в ній міститься велика кількість протонів (ядер водню), маса яких майже дорівнює масі нейтронів.
При зіткненні однакових по масі частинок відбувається інтенсивна передача енергії від налітаючого нейтрона протону.
Штучні ПЕРЕТВОРЕННЯ ядер
Реакція перетворення одного ядра в інше в лабораторних умовах була вперше здійснена Е. Резерфордом.
Він виявив, що для руйнування або перетворення ядра потрібна велика енергія.
Найбільш придатними "снарядами", що володіють достатньою для руйнування ядра енергією, були альфа-частинки.
Першим ядром, які зазнали штучного перетворення, було ядро азоту. В результаті бомбардування ядра азоту альфа-частками воно перетворюється в ядро ізотопу кисню з випусканням протонов- ядер атома водню.
Інші вчені помітили перетворення ядер фтору, натрію, алюмінію і ін.
Ядра елементів, що розміщуються в кінці таблиці Менделєєва. не відчували таких перетворень. тому через їх великого електричного заряду альфа-частинки відштовхувалися. не вступаючи у взаємодію.
Інші сторінки по темі "Атомна фізика" за 10-11 клас: