A következő nukleáris reakció zajlott le 18. Nukleáris reakciók (feladatok)

1. Soroljon fel több olyan nukleáris reakciót, amelyben a 8 Be izotóp képződhet.

2. Mekkora a minimális mozgási energia a T min laboratóriumi keretben, amellyel a neutronnak rendelkeznie kell lehetséges reakció 16 O (n, α) 13 C?

3. A 6 Li (d, α) 4 He reakció endoterm vagy exoterm? Az atommagok specifikus kötési energiái MeV -ben vannak megadva: ε (d) = 1,11; ε () = 7,08; ε (6 Li) = 5,33.

4. Határozza meg a T pórusküszöböt a fotodisintegrációs reakciókhoz 12 C.

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

5. Határozza meg a reakciók küszöbértékeit: 7 Li (p, α) 4 He és 7 Li (p, γ) 8 Be.

6. Határozza meg, hogy mennyi energia kell egy protonnak ahhoz, hogy a p + d → p + p + n reakció lehetséges legyen. A felesleges tömegek megadottak. Δ (1 H) = 7,289 MeV, Δ (2H) = 13,136 MeV,
Δ (n) = 8,071 MeV.

7. Lehetséges reakciók:

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

T = 10 MeV mozgási energiájú α-részecskék hatására?

8. Azonosítsa az X részecskét és számítsa ki a Q reakcióenergiákat a következő esetekben:

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. 7 Li + X → 7 Be + n;	6,23 Na + d → 24 Na + X.

9. Mekkora a minimális T min energia ahhoz, hogy egy deuteron gerjessze az E exc = 1,75 MeV energiájú állapotot egy 10 B -es magon lévő rugalmatlan szórás következtében?

10. Számítsa ki a reakcióküszöböt: 14 N + α → 17 O + p, két esetben, ha a beeső részecske:
1) α-részecske,
2) 14 N atommag. A reakcióenergia Q = 1,18 MeV. Magyarázza el az eredményt.

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

12. Milyen magok keletkezhetnek reakciók hatására: 1) 10 MeV protonok 7 Li célponton; 2) 7 Li -atom 10 MeV energiával egy hidrogén célponton?

13. A 7 LI mag lassú neutront ragad és γ-kvantumot bocsát ki. Mekkora a γ-kvantum energiája?

14. Határozza meg a laboratóriumi rendszerben a 9 Be mag kinetikus energiáját, amely a reakcióban a neutronenergia küszöbértékén keletkezett 12 C (n, α) 9 Be.

15. A természetes bórcél besugárzásakor 20,4 perc és 0,024 s felezési időjű radioaktív izotópok megjelenését figyelték meg. Milyen izotópok keletkeztek? Milyen reakciók vezettek ezen izotópok kialakulásához?

16. Egy természetes bór célpontot protonok bombáznak. A besugárzás befejezése után a részecske -detektor 100 Bq aktivitást regisztrált. 40 perc elteltével a minta aktivitása ~ 25 Bq -ra csökkent. Mi a tevékenység forrása? Milyen nukleáris reakció zajlik?

17. A T = 10 MeV kinetikus energiájú α-részecske rugalmas frontális ütközésen megy keresztül egy 12 C-os maggal. mag 12 C T C ütközés után.

18. Határozza meg a reakcióban keletkező 7 Be atom maximális és minimális energiáját
7 Li (p, n) 7 Legyen (Q = -1,65 MeV) T p = 5 MeV energiájú gyorsított protonok hatására.

19. -A rugalmatlan szóródás és a 12 C mag állapotának gerjesztésével, E exc = 4,44 MeV energiával reagáló icles neel = 30 0 szögben kibocsátott részecskék teljesítménye megegyezik hp -ban, mint a rugalmasan szétszórt részecskéké. ugyanaz a mag α- részecskék szögben θ kontroll = 45 0. Határozza meg a célpontra eső α-részecskék energiáját.

20. A T = 5 MeV energiájú α-részecskék kölcsönhatásba lépnek az álló 7 Li maggal. Határozza meg az impulzusok nagyságát az SCI -ben, amely a p α neutron 7 Li (α, n) 10 B reakciója és a 10 B p Be atom hatására következik be.

21. A 35 C (1,219; 1,763; 2,646; 2,694; 3,003; 3,163 MeV) alacsonyan fekvő gerjesztett állapotokat a 32S (α, p) 35Cl reakció segítségével vizsgáljuk. Az alábbi állapotok közül melyik lesz gerjeszthető egy 5,0 MeV α-részecske sugárban? Határozza meg a reakcióban észlelt protonok energiáját 0 0 és 90 0 szögben, E = 5,0 MeV értéknél.

22. Az impulzusdiagram segítségével kapja meg a hp -ban lévő szögek közötti kapcsolatot. és s.ts.i.

23. A T a = 5 MeV mozgási energiájú proton eléri az 1H magot, és rugalmasan szétszóródik rajta. Határozza meg az 1 N visszarúgó mag T B energiáját és θ B szórási szögét, ha a on b = 30 0 protonszórási szög.

24. A t (d, n) α reakciót széles körben használják neutronok előállítására. Határozza meg a neutrongenerátorban 90 0 szögben kibocsátott T n neutronok energiáját egy neutrongenerátorban T d = 0,2 MeV energiára felgyorsított deuteronok segítségével.

25. A neutronok előállításához a 7 Li (p, n) 7 Be reakciót kell használni. A protonenergia T p = 5 MeV. A kísérlethez Tn = 1,75 MeV energiájú neutronokra van szükség. A protonnyaláb irányához képest milyen angle n szögben bocsátanak ki ilyen energiájú neutronokat? Mekkora lesz a ΔT neutronenergiák eloszlása, ha azokat 1 cm -es kollimátorral választják el a céltól 10 cm -re.

26. Határozza meg a 27 Al (, t) 28 Si reakcióban keletkezett trícium l t pálya szögimpulzusát, ha a beeső α-részecske keringési szöge nyomatéka l α = 0.

27. A proton melyik relatív pálya szöghelyzetén lehetséges a p + 7 Li → 8 Be * → α + α nukleáris reakció?

28. Milyen keringési szögű nyomatékkal l p repülhetnek ki a protonok a reakcióban 12 C (, p) 11 B, ha: 1) a végső mag alapállapotban képződik, és az E2-foton felszívódik; 2) a végső mag 1/2 + állapotban keletkezik, és az M1-foton felszívódik; 3) a végső mag alapállapotban képződik, és az E1-foton felszívódik?

29. A kvantummag által történő abszorpció eredményeként keringési szögmomentummal rendelkező neutron l n = 2. Határozza meg a kvantum multipolaritását, ha a végső mag alapállapotban képződik.

30. A 12 C mag elnyeli egy γ-kvantumot, ennek eredményeként egy proton, amelynek pályája szögmomentuma l = 1. Határozza meg az elnyelt γ-kvantum multipolaritását, ha a végső mag alapállapotban képződik?

31. Határozza meg a l deuteron pálya szögimpulzusát a felvételi reakcióban 15 N (n, d) 14 C, ha a neutron keringési szögmomentuma l n = 0.

33. A 40 Ca mag elnyeli az E1 γ-kvantumot. Milyen egyrészecske-átmenet lehetséges?

34. A 12 C mag elnyeli az Е1 γ-kvantumot. Milyen egyrészecske-átmenet lehetséges?

35. Lehetséges -e gerjeszteni egy J P = 2 +, I = 1 karakterisztikájú állapotot a deuteronok rugalmatlan szóródásának reakciójában egy 10 V -os magon?

36. Számítsa ki a szórási keresztmetszetet egy 3 MeV energiájú részecskére a 238 U atommag Coulomb mezőjében a 150 0 és 170 0 közötti szögtartományban.

37. Egy d = 0,1 mm vastagságú aranylemezt α-részecskék sugárzásával besugárzunk, amelynek intenzitása N 0 = 10 3 részecske / s. A részecskék mozgási energiája T = 5 MeV. Hány α-részecske hull az egyenes szögben másodpercenként egy olyan érzékelőn, amely = 170 0 szögben helyezkedik el? Az arany sűrűsége ρ = 19,3 g / cm 3.

38. Az α-részecskék kollimált sugárzása T = 10 MeV energiával merőlegesen esik egy δ = 1 mg / cm 2 vastagságú rézfóliára. A = 30 szögben szétszórt részecskéket egy S = 1 cm 2 területű detektor rögzíti, amely l = 20 cm távolságra van a céltól. A szétszórt alfa -részecskék teljes számának hányadát rögzíti a detektor?

39. A reakció vizsgálatánál 27 Al (p, d) 26 Al protonok hatására, T p = 62 MeV energiával, a deuteronok spektrumában, θ d = 90 szögben mérve, szilárd szögű detektor segítségével
dΩ = 2 · 10 -4 sr, T d = 45,3 energiájú csúcsokat figyeltek meg; 44,32; 40,91 MeV. Amikor a protonok teljes töltése q = 2,19 mC, egy δ = 5 mg / cm 2 vastagságú célpontra esik, a számok száma ezekben az N csúcsokban 5180, 1100 és 4570 volt. Határozza meg a 26Al atommag szintjeinek energiáit, amelyek gerjesztését figyeltük meg ebben a reakcióban. Számítsa ki ezen folyamatok dσ / dΩ differenciális keresztmetszetét.

40. A 32 S (γ, p) 31 P reakció integrált keresztmetszete a végső 31 P mag kialakulásával alapállapotban 18 MeV beeső γ-sugárzási energiánál 4 mb. Becsülje meg a 31 P (p, γ) 32 S fordított reakció integrált keresztmetszetének értékét, amely megfelel a 32 S atommag gerjesztési energiájának, mint a 32 S (γ, p) 31 P reakcióban. Vegye figyelembe, hogy ez a gerjesztés megszűnik a γ alapállapotba való átmenet miatt.

41. Számítsa ki a J neutronnyaláb intenzitását, amelyet egy d = 0,1 cm vastagságú 55 Mn -es lemez besugárzására használtak t act = 15 perc esetén, ha t hűtés után = 150 perccel a besugárzás befejezése után az aktivitása 2100 volt Bq. Az 56 Mn felezési ideje 2,58 óra, az aktivációs keresztmetszet σ = 0,48 b, és a lemezanyag sűrűsége ρ = 7,42 g / cm 3.

42. A dσ / dΩ reakció differenciális keresztmetszete 90 0 szögben 10 mb / sr. Számítsa ki az integrált szakasz értékét, ha a differenciálmetszet szögfüggése 1 + 2sinθ.

43. A lassú (T n 1 keV) neutronok szétszóródása az atommagon izotróp. Hogyan magyarázható ez a tény?

44. Határozza meg a vegyületmag gerjesztési energiáját, amely egy 10 V-os mozdulatlan maggal egy T = 7 MeV energiájú α-részecske befogása során keletkezett.

45. A reakció keresztmetszetében 27 Al (α, p) 30 Si, maximumok figyelhetők meg az α-részecskék energiájánál T 3,95; 4,84 és 6,57 MeV. Határozza meg a vegyületmag gerjesztési energiáit, amelyek megfelelnek a keresztmetszet maximális értékeinek.

46. Mekkora keringési szögmomentummal szóródhatnak szét a Т р = 2 MeV protonok a 112 Sn magon?

47. Becsülje meg a keresztmetszetet a vegyületmag kialakulásához a neutronok kölcsönhatásában a T n = 1 eV kinetikus energiával 197 Au aranymaggal.

48. Becsülje meg a keresztmetszetet a vegyületmag kialakulásához a neutronok kölcsönhatásában a T n = 30 MeV kinetikus energiával és 197 Au arany maggal.

Szakaszok: Fizika

Osztály: 11

A lecke céljai: megismertetni a diákokat a nukleáris reakciókkal, az atommagok megváltoztatásának folyamataival, egyes atommagok mikrós részecskék hatására történő átalakulásával. Hangsúlyozzuk, hogy ezek semmiképpen sem kémiai reakciók az elemek atomjainak egymással való összekapcsolására és szétválasztására, amelyek csak az elektronhéjakat érintik, hanem az atommagok nukleonrendszerekké való átrendeződését, egyes kémiai elemek mássá alakulását.

A leckét 21 dia bemutatása kíséri (melléklet).

Az órák alatt

Ismétlés

1. Milyen az atommagok összetétele?

NUCLEUS (atomi)- ez az atom pozitív töltésű központi része, amelyben tömege 99,96% -a koncentrálódik. A mag sugara ~ 10-15 m, ami megközelítőleg százezerszer kisebb, mint az egész atom sugara, amelyet az elektronhéj mérete határoz meg.

Az atommag protonokból és neutronokból áll. Összes számukat a magban a betű jelöli Aés tömegszámnak nevezik. A protonok száma a magban Z meghatározza a mag elektromos töltését, és egybeesik egy elem atomszámával a D.I. Mendelejev. A magban lévő neutronok számát úgy definiálhatjuk, mint a mag tömege és a benne lévő protonok száma közötti különbséget. A tömegszám a nukleonok száma a magban.

2. Hogyan magyarázható az atommagok stabilitása?

NUKLEÁRIS ERŐK A nukleonok kölcsönhatásának mérőszáma az atommagban. Ezek az erők tartják a hasonló töltésű protonokat a magban, megakadályozva azok szétszóródását az elektromos taszító erők hatására.

3. Nevezze meg a nukleáris erők tulajdonságait!

A nukleáris erőknek számos speciális tulajdonsága van:

4. Mekkora a mag kötési energiája?

ATOMNUKLUSZ KÖTŐ ENERGIA Ez a minimális energia szükséges ahhoz, hogy a mag teljesen nukleonokká váljon. A nukleonok (protonok és neutronok) tömegeinek összege és az őket tartalmazó mag tömege közötti különbség, vákuumban a fénysebesség négyzetével megszorozva, a nukleonok kötési energiája. A nukleononkénti kötési energiát specifikus kötési energiának nevezzük.

5. Miért nem egyenlő az atommag tömege a protonok és neutronok tömegeinek összegével?

Amikor egy nukleonokból mag keletkezik, akkor a mag energiája csökken, ami a tömeg csökkenésével jár, azaz a mag tömege kisebb kell, hogy legyen, mint az ezt a magot alkotó egyes nukleonok tömegeinek összege.

6. Mi a radioaktivitás?

Új anyag tanulása.

NUKLEÁRIS REAKCIÓ Az atommagnak egy másik maggal vagy elemi részecskével való kölcsönhatásának folyamata az A (a, b) B vagy A + a → B + b összetételének és szerkezetének megváltozása.

Mi a közös és mi a különbség a nukleáris reakció és a radioaktív bomlás között?

Közös jellemző nukleáris reakció és radioaktív bomlás az egyik atommag átalakulása a másikba.

De radioaktív bomlás történik spontán módon, külső befolyás nélkül, és nukleáris reakció hívott hatás bombázó részecske.

A nukleáris reakciók típusai:

• az összetett mag kialakulásának szakaszán keresztül;
• közvetlen nukleáris reakció (energia több mint 10 MeV);
• különböző részecskék hatására: protonok, neutronok, ...;
• magok összeolvadása;
• a magok hasadása;
• energiaelnyeléssel és energia leadással.

Az első nukleáris reakciót E. Rutherford hajtotta végre 1919 -ben, a protonok kimutatására irányuló kísérletekben a nukleáris bomlás termékeiben. Rutherford alfa -részecskékkel bombázta a nitrogénatomokat. Amikor a részecskék összeütköztek, nukleáris reakció zajlott le, a következő séma szerint:
14 7 N + 4 2 Ő → 17 8 O + 1 1 H

A nukleáris reakciók előfordulásának feltételei

Ahhoz, hogy egy nukleáris reakció pozitív töltésű részecske hatására bekövetkezzen, szükséges, hogy a részecske elegendő mozgási energiával rendelkezzen ahhoz, hogy legyőzze a Coulomb -taszító erők hatását. A töltetlen részecskék, például a neutronok tetszőlegesen alacsony mozgási energiával hatolhatnak be az atommagokba. Nukleáris reakciók akkor fordulhat elő, amikor az atomokat gyorsan töltött részecskékkel (protonok, neutronok, α-részecskék, ionok) bombázzák.

Az atomok gyors töltésű részecskékkel történő bombázásának első reakcióját nagy energiájú protonok segítségével hajtották végre, amelyeket 1932-ben gyorsítóval szereztek:
7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He

A gyakorlati alkalmazás szempontjából azonban a legérdekesebbek azok a reakciók, amelyek az atommagok és a neutronok kölcsönhatása során jelentkeznek. Mivel a neutronok töltésmentesek, szabadon behatolhatnak az atommagokba, és átalakulásokat okozhatnak. E. Fermi, a kiváló olasz fizikus tanulmányozta elsőként a neutronok okozta reakciókat. Felfedezte, hogy a nukleáris átalakulásokat nemcsak a gyors, hanem a lassú neutronok okozzák, amelyek termikus sebességgel mozognak.

Nukleáris reakciót végrehajtani hatása alatt pozitív töltésű részecskéknek kell a részecske mozgási energiával rendelkezett elegendő ahhoz legyőzve a Coulomb -taszító erők fellépését... A töltetlen részecskék, például a neutronok tetszőlegesen alacsony mozgási energiával hatolhatnak be az atommagokba.

Töltött részecskegyorsítók(diák üzenete)

Hogy behatoljon a mikrokozmosz titkaiba, az ember feltalálta a mikroszkópot. Idővel világossá vált, hogy az optikai mikroszkópok képességei nagyon korlátozottak - nem teszik lehetővé az atomok mélyéről történő "nézést". E célokra nem a fénysugarak bizonyultak alkalmasabbnak, hanem a töltött részecskék gerendái. Így E. Rutherford híres kísérleteiben radioaktív készítmények által kibocsátott α-részecskék áramát használták. A részecskék természetes forrásai (radioaktív anyagok) azonban nagyon kis intenzitású sugarakat állítanak elő, a részecskék energiája viszonylag alacsony, ráadásul ezek a források ellenőrizhetetlenek. Ezért felmerült a probléma a gyorsított töltésű részecskék mesterséges forrásainak létrehozásával. Ide tartoznak különösen az elektronmikroszkópok, amelyek 10 5 eV nagyságú energiájú elektronnyalábokat használnak.

A 20. század harmincas éveinek elején megjelentek az első feltöltött részecskegyorsítók. Ezekben a létesítményekben a töltött részecskék (elektronok vagy protonok), amelyek vákuumban mozognak elektromos és mágneses mezők hatására, nagy energiaellátásra tesznek szert (gyorsulnak). Minél nagyobb a részecske energiája, annál rövidebb a hullámhossza, ezért az ilyen részecskék alkalmasabbak mikro-objektumok "szondázására". Ugyanakkor egy részecske energiájának növekedésével az általa okozott részecskék egymásra épülésének száma, ami új keletkezéséhez vezet elemi részecskék... Nem szabad elfelejteni, hogy az atomok és elemi részecskék világába való behatolás nem olcsó. Minél nagyobb a gyorsított részecskék végső energiája, annál bonyolultabbak és nagyobbak a gyorsítók; méretük elérheti a több kilométert. A meglévő gyorsítók lehetővé teszik több MeV és több száz GeV közötti energiájú töltött részecskék nyerését. A részecskegerendák intenzitása eléri a 10 15 - 10 16 részecskét másodpercenként; ebben az esetben a sugár csak néhány négyzetmilliméter területű célpontra fókuszálható. Gyorsított részecskékként leggyakrabban protonokat és elektronokat használnak.

A legerősebb és legdrágább gyorsítók tisztán tudományos célokra készültek - új részecskék beszerzésére és tanulmányozására, a részecskék egymásra épülésének tanulmányozására. A viszonylag alacsony energiájú gyorsítókat széles körben használják az orvostudományban és a technológiában - rákos betegek kezelésére, radioaktív izotópok előállítására, a polimer anyagok tulajdonságainak javítására és sok más célra.

A meglévő gyorsító típusok sokfélesége négy csoportra osztható: közvetlen működésű gyorsítók, lineáris gyorsítók, ciklikus gyorsítók és ütközősugaras gyorsítók.

Hol találhatók az erősítők? V Dubna(Joint Institute for Nuclear Research) V. I. Veksler vezetésével 1957 -ben szinkrofazotront építettek. V Serpukhov- szinkrofazotron, gyűrű alakú vákuumkamrájának hossza mágneses térben 1,5 km; a protonok energiája 76 GeV. V Novoszibirszk(Nukleáris Fizikai Intézet) a GI Budker vezetésével üzembe helyezték az ütköző elektron-elektron és elektron-pozitron nyalábok (700 MeV és 7 GeV nyalábok) gyorsítóit. V Európa (CERN, Svájc - Franciaország) a gyorsítók 30 GeV ütköző protonnyalábokkal és 270 GeV proton-antiproton nyalábokkal működnek. Jelenleg a Nagy Hadronütköztető (LHC) építése során Svájc és Franciaország határán befejeződött az építési munkák kulcsfontosságú szakasza - szupravezető mágnesek telepítése egy elemi részecskegyorsítóhoz.

Az ütközőt egy 26 650 méteres kerületű alagútban építik, mintegy száz méter mélyen. Az ütközőgép első tesztütközéseit 2007 novemberére tervezték, de az egyik mágnes meghibásodása, amely a tesztelés során történt, némi késleltetéshez vezet az üzembe helyezési ütemtervben. A nagy hadronütköztetőt elemi részecskék keresésére és tanulmányozására tervezték. Az LHC elindítása után a világ legerősebb részecskegyorsítója lesz, közel nagyságrenddel megelőzve legközelebbi versenytársait. A Nagy Hadronütköztető tudományos komplexumának építése több mint 15 éve folyik. A világ 500 tudományos központjából több mint 10 ezer ember vesz részt ebben a munkában.

A nukleáris reakciókat energiaátalakulások kísérik. Energia kibocsátás A nukleáris reakciót értéknek nevezzük:
Q = (M A + M B - M C - M D) c 2 = Δ Mc 2, hol M A és M B - a kiindulási termékek tömege, M C és M D a reakció végtermékeinek tömege. A Δ mennyiség M hívott tömeges hiba... A nukleáris reakciók a ( Q> 0) vagy energiaelnyeléssel ( Q < 0). Во втором случае первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов должна превышать величину |Q|, amelyet ún reakcióküszöb.

Annak érdekében, hogy a nukleáris reakció pozitív energiát produkáljon, fajlagos kötési energia a kiindulási termékek magjaiban lévő nukleonoknak kisebbeknek kell lenniük, mint a végtermékek magjaiban található nukleonok specifikus kötési energiája. Ez azt jelenti, hogy a Δ mennyiség M pozitívnak kell lennie.

A nukleáris reakciók mechanizmusa

A nukleáris reakció két szakasza:

• részecske mag általi felszívódása és gerjesztett mag kialakulása. Az energia eloszlik a mag összes nukleonja között, mindegyik energiája kisebb, mint a fajlagos kötési energia, és nem tudnak behatolni a magba. A nukleonok energiát cserélnek egymással, és egyikükre vagy nukleoncsoportra elegendő energia koncentrálható a nukleáris kommunikáció erőinek leküzdésére és a magból való felszabadulásra.
• a részecske mag által történő kibocsátása hasonlóan történik, mint egy molekula elpárolgása a folyadékcsepp felszínéről. Az időtartam az elsődleges részecske maggal való elnyelésétől a másodlagos részecske kibocsátásának pillanatáig körülbelül 10-12 másodperc.

Megőrzési törvények a nukleáris reakciókban

A nukleáris reakciókban több természetvédelmi törvények: impulzus, energia, szögimpulzus, töltés. Ezen klasszikus törvények mellett a nukleáris reakciókban a természetvédelmi törvény az ún barionikus töltés(azaz a nukleonok - protonok és neutronok száma). Számos más, a nukleáris fizikára és az elemi részecskefizikára vonatkozó természetvédelmi törvény is teljesül.

1. Mi az a nukleáris reakció?
2. Mi a különbség a kémiai és a nukleáris reakció között?
3. Miért szóródnak szét a képződött héliummagok ellentétes irányba?
   7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He
4. Az α-részecske emissziójának nukleáris reakciója mag?
5. Add hozzá a nukleáris reakciókat:
   • 9 4 Legyen + 1 1 H → 10 5 B +?
   • 14 7 N +? → 14 6 C + 1 1 p
   • 14 7 N + 4 2 Ő →? + 1 1 H
   • 27 13 Al + 4 2 Ő → 30 15 P +? (1934 Irene Curie és Frederic Joliot-Curie radioaktív foszforizotópot kaptak)
   • ? + 4 2 He → 30 14 Si + 1 1 p
6. Határozza meg a nukleáris reakció energiahozamát.
   14 7 N + 4 2 Ő → 17 8 O + 1 1 H
   A nitrogénatom tömege 14,003074 amu, az oxigénatom 16,999133 amu, a héliumatom 4,002603 amu, a hidrogénatom 1,007825 amu.

Önálló munkavégzés

1.opció

1.

1. az alumínium (27 13 Al) elfog egy neutront, és α-részecskét bocsát ki;
2. a nitrogént (14 7 N) alfa -részecskék bombázzák, és protont bocsát ki.

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 +

Válaszok: a) 13 7 N; b) 1 1 p; c) 10 n; d) 14 7 N; e) 4 2 Ő; f) 35 16 S

3.

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

2. lehetőség

1. Írja fel a következő nukleáris reakciók egyenleteit:

1. a foszfor (31 15 P) elfog egy neutront és protont bocsát ki;
2. az alumíniumot (27 13 Al) protonok bombázzák, és α-részecskét bocsát ki.

2. Egészítse ki a nukleáris reakciók egyenletét:

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

Válaszok: a) 4 2 Ő; b) 18 9 F; c) 14 7 N; d) 10 n; e) γ; f) 1 1 p

3. Határozza meg a reakciók energiahozamát:

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.

Az önálló munka elvégzése után önellenőrzést végeznek.

Házi feladat: № 1235 - 1238. (A.P. Rymkevich)

Elmélet: A nukleáris reakciók során a tömeg és a töltés megőrzésének törvényei teljesülnek.
A reakció előtti teljes tömeg megegyezik a reakció utáni teljes tömeggel, a reakció előtti teljes töltés megegyezik a reakció utáni teljes töltéssel.
Például:
Az izotópok egy adott kémiai elem fajtái, amelyek az atommagok tömegében különböznek. azok. a tömegszámok különbözőek, de a töltésszámok azonosak.

Az ábrán az urán-238 ólom-206-ba való átalakulásának láncolata látható. Az ábrán szereplő adatok segítségével válassza ki a két helyeset a javasolt állítások listájából. Adja meg számukat.

1) Hat héliummag szabadul fel az urán-238 stabil ólom-206-ba való átalakulási láncában.
2) A polónium-214-nek a legkisebb felezési ideje a bemutatott radioaktív átalakulási láncban.
3) A 206 atomtömegű ólom spontán alfa -bomláson megy keresztül.
4) Az urán-234, ellentétben az urán-238-nal, stabil elem.
5) A bizmut-210 spontán polónium-210-vé történő átalakulása egy elektron kibocsátásával jár.
Megoldás: 1) Az urán-238 stabil ólom-206-ba történő átalakulásának láncolatában nem hat, hanem nyolc héliummag szabadul fel.
2) A polónium-214-nek a legkisebb felezési ideje a bemutatott radioaktív átalakulási láncban. a diagram azt mutatja, hogy az idő a legkevesebb a polónium-214 esetében
3) A 206 atomtömegű ólom nem megy át spontán alfa -bomláson, stabil.
4) Az urán-234, ellentétben az urán-238-mal, nem stabil elem.
5) A bizmut-210 spontán polónium-210-vé történő átalakulása egy elektron kibocsátásával jár. Mivel a béta részecske felszabadult.
Válasz: 25
OGE feladat fizikában (fipi): Milyen X részecske szabadult fel a reakció eredményeként?

Megoldás: a reakció előtti tömeg 14 + 4 = 18 amu, a töltés 7e + 2e = 9e, így a tömeg és a töltésmegmaradás törvénye teljesül, az X részecskének 18 - 17 = 1 amu -nak kell lennie. és 9e - 8e = 1e, tehát az X részecske proton.
Válasz: 4
OGE feladat fizikában (fipi): A tóriummag rádiummaggá változott. Milyen részecskéket bocsátott ki a tóriummag?


3) α-részecske
4) β-részecske
Megoldás: A tömeg 4-gyel, a töltés 2-gyel változott, ezért a tóriummag α-részecskét bocsátott ki.
Válasz: 3
OGE feladat fizikában (fipi):

1) alfa részecske
2) elektron

Megoldás: A tömeg és a töltés megmaradásának törvényét használva azt látjuk, hogy az elem tömege 4, a töltés pedig 2, ezért alfa -részecske.
Válasz: 1
OGE feladat fizikában (fipi):

1) alfa részecske
2) elektron

Megoldás: A tömeg és a töltés megmaradásának törvényét használva azt látjuk, hogy az elem tömege 1, a töltés pedig 0, tehát neutron.
Válasz: 4
OGE feladat fizikában (fipi):

3) elektron
4) alfa részecske
Megoldás: A gamma részecskéknek nincs sem tömegük, sem töltésük, ezért egy ismeretlen részecske tömege és töltése 1, ismeretlen részecske proton.
Válasz: 1
Amikor egy neutront elfog egy atommag, radioaktív izotóp keletkezik. Ez a nukleáris átalakítás kibocsát

4) elektron
Megoldás:Írjuk le a rögzítési reakciót
+ -> + ? .
A tömeg és a töltés megmaradásának törvényét használva azt látjuk, hogy az ismeretlen elem tömege 4, a töltés pedig 2, ezért alfa -részecske.