Quyidagi yadroviy reaktsiya sodir bo'ldi 18. Yadroviy reaktsiyalar (vazifalar)

1. 8 Be izotopi hosil bo'lishi mumkin bo'lgan bir nechta yadroviy reaktsiyalarni sanab bering.

2. T min neytron bo'lish uchun laboratoriya doirasidagi minimal kinetik energiya qancha bo'lishi kerak mumkin bo'lgan reaktsiya 16 O (n, a) 13 C?

3. 6 Li (d, a) 4 He reaktsiyasi endotermikmi yoki ekzotermikmi? MeVda yadrolarning o'ziga xos bog'lanish energiyalari berilgan: ε (d) = 1.11; ε () = 7.08; ε (6 Li) = 5.33.

4. Fotodizintegratsiya reaktsiyalari uchun 12 S ning T pog'onalarini aniqlang.

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

5. Reaksiyalar chegaralarini aniqlang: 7 Li (p, a) 4 U va 7 Li (p, γ) 8 Be.

6. P + d → p + p + n reaktsiyasi mumkin bo'lgan proton minimal energiyani aniqlang. Ortiqcha massa beriladi. Δ (1 H) = 7.289 MeV, Δ (2 H) = 13.136 MeV,
Δ (n) = 8.071 MeV.

7. Reaksiyalar mumkinmi:

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

a = zarralar ta'sirida kinetik energiyaga ega T = 10 MeV?

8. Quyidagi hollarda X zarrasini aniqlang va Q reaktsiya energiyasini hisoblang:

1.35 Cl + X → 32 S + a;	4.23 Na + p → 20 Ne + X;
2. 10 B + X → 7 Li + a;	5.23 Na + d → 24 Mg + X;
3. 7 Li + X → 7 Be + n;	6.23 Na + d → 24 Na + X.

9. 10 B yadroda elastik bo'lmagan tarqalish natijasida deyteron energiyasi E exc = 1,75 MeV bo'lgan holatni qo'zg'atishi uchun minimal energiya T min nima?

10. Reaktsiya chegarasini hisoblang: 14 N + a → 17 O + p, ikkita holatda, agar tushayotgan zarracha:
1) a-zarracha,
2) 14 N yadro.Reaksiya energiyasi Q = 1.18 MeV. Natijani tushuntiring.

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

12. Reaksiyalar natijasida qanday yadrolar hosil bo'lishi mumkin: 1) 7 Li nishonga 10 MeV proton; 2) vodorod nishonida energiyasi 10 MeV bo'lgan 7 Li yadroli?

13. 7 LI yadrosi sekin neytronni ushlab, γ-kvant chiqaradi. Γ-kvantning energiyasi nima?

14. 12 C (n, a) 9 Be reaktsiyasida neytron energiyasining pol qiymatida hosil bo'lgan 9 Be yadrosining kinetik energiyasini laboratoriya tizimida aniqlang.

15. Borning tabiiy nishoni nurlantirilganda, yarim parchalanish davri 20,4 min va 0,024 s bo'lgan radioaktiv izotoplarning paydo bo'lishi kuzatildi. Qanday izotoplar hosil bo'lgan? Bu izotoplarning paydo bo'lishiga qanday reaktsiyalar sabab bo'lgan?

16. Borning tabiiy nishoni protonlar bilan bombardimon qilinadi. Nurlanish tugagandan so'ng, zarrachalar detektori 100 kv. 40 daqiqadan so'ng, namunaning faolligi ~ 25 Bq ga kamayadi. Faoliyatning manbai nima? Qanday yadroviy reaktsiya sodir bo'ladi?

17. Kinetik energiyasi T = 10 MeV bo'lgan a-zarracha 12 S yadro bilan bosh bilan elastik to'qnashuvni boshdan kechiradi. yadro 12 C T C to'qnashuvdan keyin.

18. Reaksiyada hosil bo'lgan 7 Be yadrosining maksimal va minimal energiyasini aniqlang
7 Li (p, n) 7 energiyasi T p = 5 MeV bo'lgan tezlashtirilgan protonlar ta'sirida (Q = -1.65 MeV) bo'ling.

19. -12 C yadro holatining qo'zg'alishi bilan egiluvchan bo'lmagan tarqalish reaktsiyasi natijasida exc neel = 30 0 burchak ostida chiqarilgan zarralar, energiyasi E exc = 4.44 MeV bo'lgan, elastiklik bilan tarqalgan energiyasi bilan bir xil kuchga ega. bir xil yadro a- zarrachalar burchak ostida θ nazorat = 45 0. Nishonga tushgan a-zarrachalarning energiyasini aniqlang.

20. T = 5 MeV energiyali a-zarrachalar 7 Li statsionar yadro bilan o'zaro ta'sir qiladi. N a neytronning 7 Li (a, n) 10 B va yadrosi 10 B p Be reaktsiyasi natijasida hosil bo'lgan SCIdagi pulslarning kattaligini aniqlang.

21. 32 S (a, p) 35 Cl reaktsiyasidan foydalanib, 35 Cl (1.219; 1.763; 2.646; 2.694; 3.003; 3.163 MeV) pastda joylashgan qo'zg'aluvchan holatlar o'rganiladi. Bu holatlarning qaysi biri 5.0 MeV a-zarrachali nurda qo'zg'aladi? E = 5.0 MeV da 0 0 va 90 0 burchaklarda bu reaksiyada kuzatilgan protonlarning energiyalarini aniqlang.

22. Puls diagrammasidan foydalanib, ot kuchi burchaklar orasidagi bog'liqlikni oling. va s.ts.i.

23. Kinetik energiyasi T a = 5 MeV bo'lgan proton 1 H yadroga uriladi va u elastik tarzda tarqaladi. Protonning tarqalish burchagi b b = 30 0 bo'lsa, qaytarilish yadrosining 1 N energiyasi T B va sochilish burchagi θ B ni aniqlang.

24. Neytronlarni olish uchun t (d, n) a reaktsiyasi keng qo'llaniladi. T d = 0,2 MeV energiyaga tezlashtirilgan deyteronlar yordamida neytron generatorida 90 0 burchak ostida chiqarilgan neytronlarning T n energiyasini aniqlang.

25. Neytronlarni olish uchun 7 Li (p, n) 7 Be reaktsiyasi ishlatiladi. Proton energiyasi T p = 5 MeV. Tajriba uchun energiyasi T n = 1,75 MeV bo'lgan neytronlar kerak. Bunday energiyaga ega bo'lgan neytronlar proton nurining yo'nalishiga nisbatan nθ n burchak ostida chiqariladi? Neytron energiyasi DT tarqalishi qanday bo'ladi, agar ular nishondan 10 sm masofada joylashgan 1 sm kollimator yordamida ajratilsa.

26. 27 Al (, t) 28 Si reaktsiyasida hosil bo'lgan tritiy l t ning orbital burchak momentumini aniqlang, agar tushgan a-zarrachaning orbital burchak momentum l a = 0 bo'lsa.

27. Yadro reaktsiyasi p + 7 Li → 8 Be * → a + a protonining qaysi nisbiy orbital burchak momentida mumkin?

28. 12 p (, p) 11 B reaktsiyasida qaysi p orbital burchak momenti bilan protonlar uchib chiqishi mumkin, agar: 1) oxirgi yadro zamin holatida hosil bo'ladi va E2-foton so'riladi; 2) yakuniy yadro 1/2 + holatida hosil bo'ladi va M1-foton so'riladi; 3) oxirgi yadro asosiy holatda hosil bo'ladi va E1-foton so'riladi?

29. Kvant yadrosining yutilishi natijasida, orbital burchak momentumli neytron l n = 2. Agar oxirgi yadro asosiy holatda hosil bo'lgan bo'lsa, kvantning ko'p qutbliligini aniqlang.

30. 12 C yadrosi g-kvantni yutadi, buning natijasida orbital burchak momentumli proton l = 1. Agar oxirgi yadro zamin holatida hosil bolsa, yutilgan g-kvantning ko p qutbliligini aniqlang?

31. Agar neytronning orbital burchak momentumi l n = 0 bo'lsa, 15 N (n, d) 14 C qabul qilish reaktsiyasida deyteron l d orbital burchak momentumini aniqlang.

33. 40 Ca yadrosi E1 p-kvantni yutadi. Qanday bitta zarrachali o'tish mumkin?

34. 12 C yadrosi E1 g-kvantni yutadi. Qanday bitta zarrachali o'tish mumkin?

35. 10 V yadroda deyteronlarning elastik bo'lmagan tarqalish reaktsiyasida J P = 2 +, I = 1 xususiyatli holatni qo'zg'atish mumkinmi?

36. 238 U yadrosining Kulon maydonida 150 0 dan 170 0 gacha bo'lgan burchak diapazonida energiyasi 3 MeV bo'lgan -zarrachaning tarqalish kesimini hisoblang.

37. Qalinligi d = 0,1 mm bo'lgan oltin plastinka intensivligi N 0 = 10 3 zarracha / s bo'lgan a-zarrachalar nurlari bilan nurlantiriladi. -zarrachalarning kinetik energiyasi T = 5 MeV. = 170 0 burchak ostida joylashgan detektorda qattiq burchak burchagi birligiga qancha a-zarracha tushadi? Oltin zichligi ρ = ​​19,3 g / sm 3.

38. Energiyasi T = 10 MeV bo'lgan a-zarrachalarning kollimatsiyalangan nurlari qalinligi p = 1 mg / sm 2 bo'lgan mis folga perpendikulyar tushadi. = 30 burchak ostida tarqalgan zarrachalar nishondan l = 20 sm masofada joylashgan S = 1 sm 2 maydonli detektor tomonidan qayd qilinadi. Tarqalgan alfa zarrachalarining umumiy sonining qaysi qismini detektor qayd qiladi?

39. 27 Al (p, d) 26 Al reaktsiyasini o'rganishda qattiq burchakli detektor yordamida θ d = 90 burchak ostida o'lchangan deuteronlar spektrida T p = 62 MeV energiyali protonlar ta'sirida.
dΩ = 2 · 10 -4 sr, energiyalari T d = 45,3 bo'lgan cho'qqilar kuzatildi; 44.32; 40,91 MeV. Q = 2.19 mC protonlarning umumiy zaryadi bilan, qalinligi δ = 5 mg / sm 2 bo'lgan nishonga tushganida, bu N cho'qqilaridagi hisoblar soni mos ravishda 5180, 1100 va 4570 edi. Bu reaktsiyada qo'zg'alishi kuzatilgan 26Al yadro darajasidagi energiyalarni aniqlang. Bu jarayonlarning dσ / dΩ differentsial kesimlarini hisoblang.

40. 32 S (p, p) 31 P reaktsiyasining ajralmas kesimi, 18 MeV bo'lgan tushgan nurlanish energiyasida, asosiy holatda oxirgi 31 P yadrosining hosil bo'lishi bilan 4 mb. 32 S yadroining 32 S (p, p) 31 P reaktsiyasidagi kabi qo'zg'alish energiyasiga mos keladigan 31 P (p, p) 32 S teskari reaktsiyaning ajralmas kesimining qiymatini baholang. exc asosiy holatga o'tishi tufayli bu qo'zg'alish o'chiriladi.

41. Qalinligi d = 0,1 sm bo'lgan 55 Mn lik plastinkani nurlantirish uchun ishlatilgan J neytron nurining intensivligini hisoblang t = 15 minut, agar t sovutishdan keyin = nurlanish tugaganidan 150 min keyin uning faoliyati men 2100 edi. Bq. Yarimparchalanish davri 56 Mn-2,58 soat, faollashtirish kesimi-= 0,48 b, plastinka materialining zichligi-= 7,42 g / sm 3.

42. D0 / dΩ reaktsiyasining 90 0 burchagi bilan differentsial kesimi 10 mb / sr. Agar differentsial kesimning burchakka bog'liqligi 1 + 2sinθ shaklga ega bo'lsa, integral qismning qiymatini hisoblang.

43. Sekin (T n 1 keV) neytronlarning yadroga tarqalishi izotropikdir. Bu haqiqatni qanday izohlash mumkin?

44. 10 V harakatsiz yadro energiyasi T = 7 MeV bo'lgan a-zarrachani ushlash paytida hosil bo'lgan birikma yadroning qo'zg'alish energiyasini aniqlang.

45. Reaksiya kesimida 27 Al (a, p) 30 Si, maxima a-zarrachalar energiyalarida kuzatiladi T 3.95; 4.84 va 6.57 MeV. Kesma maksimalga mos keladigan birikma yadrosining qo'zg'alish energiyasini aniqlang.

46. 112 Sn yadrosida T r = 2 MeV bo'lgan protonlar qanday orbital burchak momentum bilan tarqalishi mumkin?

47. 197 Au oltin yadrolari bilan kinetik energiyasi T n = 1 eV bo'lgan neytronlarning o'zaro ta'sirida murakkab yadro hosil bo'lishining kesimini baholang.

48. 197 Au oltin yadrolari bilan kinetik energiyasi T n = 30 MeV bo'lgan neytronlarning o'zaro ta'sirida murakkab yadro hosil bo'lishining kesimini baholang.

Bo'limlar: Fizika

Sinf: 11

Dars maqsadi: talabalarni yadroviy reaktsiyalar bilan, atom yadrolarini o'zgartirish jarayonlari bilan, ba'zi yadrolarning mikropartikulalar ta'sirida boshqalarga aylanishi bilan tanishtirish. Shuni ta'kidlash kerakki, bu hech qanday kimyoviy reaktsiyalar emas, balki faqat elektron qobiqlariga ta'sir qiladigan elementlar atomlarining o'zaro bog'lanishi va ajralishi, balki yadrolarning nuklonlar tizimiga aylanishi, ba'zi kimyoviy elementlarning boshqalarga aylanishi.

Darsga 21 slayd taqdimoti ilova qilinadi (Ilova).

Darslar davomida

Takrorlash

1. Atom yadrolari qanday tarkibga ega?

Yadro (atom)- bu atomning musbat zaryadlangan markaziy qismi, uning massasining 99,96% i jamlangan. Yadroning radiusi ~ 10-15 m, bu uning elektron qobig'ining kattaligi bilan aniqlangan butun atom radiusidan taxminan yuz ming baravar kam.

Atom yadrosi proton va neytronlardan iborat. Ularning yadrodagi umumiy soni harf bilan belgilanadi LEKIN va massa raqami deb ataladi. Yadrodagi protonlar soni Z yadroning elektr zaryadini aniqlaydi va D.I. elementlarining davriy jadvalidagi elementning atom raqamiga to'g'ri keladi. Mendeleyev. Yadrodagi neytronlar sonini yadroning massa soni va undagi protonlar soni o'rtasidagi farq sifatida aniqlash mumkin. Massa soni - bu yadrodagi nuklonlar soni.

2. Atom yadrolarining barqarorligini qanday izohlash mumkin?

Yadroviy kuchlar Bu atom yadrosidagi nuklonlarning o'zaro ta'sirining o'lchovidir. Aynan mana shu kuchlar yadroda o'xshash zaryadlangan protonlarni ushlab turadi, ularni elektr qaytaruvchi kuchlar ta'siri ostida tarqalishining oldini oladi.

3. Yadro kuchlarining xususiyatlarini ayting.

Yadro kuchlari bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega:

4. Yadroning bog'lanish energiyasi nima?

Atom yadrosi biriktiruvchi energiya Yadroning alohida nuklonlarga to'liq bo'linishi uchun zarur bo'lgan minimal energiya. Vakuumdagi yorug'lik tezligining kvadratiga ko'paygan nuklonlar (protonlar va neytronlar) massalari yig'indisi va ulardan tashkil topgan yadro massasi o'rtasidagi farq yadrodagi nuklonlarning bog'lanish energiyasidir. Har bir nuklonga bog'lanish energiyasi o'ziga xos bog'lanish energiyasi deb ataladi.

5. Nima uchun yadro massasi unga kiruvchi proton va neytron massalari yig'indisiga teng emas?

Nuklonlardan yadro hosil bo'lganda, yadro energiyasi kamayadi, bu esa massaning kamayishi bilan kechadi, ya'ni yadroning massasi bu yadroni tashkil etuvchi alohida nuklonlarning massalari yig'indisidan kam bo'lishi kerak.

6. Radioaktivlik nima?

Yangi materialni o'rganish.

Yadro reaksiyasi Bu atom yadrosining A (a, b) B yoki A + a → B + b tarkibi va tuzilishining o'zgarishi bilan birga boshqa yadro yoki elementar zarracha bilan o'zaro ta'siri jarayoni.

Yadro reaktsiyasi va radioaktiv parchalanish o'rtasidagi umumiy nima va farqi nimada?

Umumiy xususiyat yadroviy reaktsiya va radioaktiv parchalanish bir atom yadrosining boshqasiga aylanishi.

Lekin radioaktiv parchalanish sodir bo'ladi o'z -o'zidan, tashqi ta'sirsiz va yadroviy reaktsiya chaqirdi ta'sir zarba beruvchi zarracha.

Yadro reaktsiyalarining turlari:

• birikma yadrosining shakllanish bosqichi orqali;
• to'g'ridan -to'g'ri yadroviy reaktsiya (energiya 10 MeV dan yuqori);
• turli zarrachalar ta'sirida: protonlar, neytronlar, ...;
• yadrolarning birlashishi;
• yadrolarning bo'linishi;
• energiya yutilishi va energiya chiqarilishi bilan.

Birinchi yadroviy reaktsiya 1919 yilda E. Rezerford tomonidan yadro parchalanishida hosil bo'lgan mahsulotlarda protonlarni aniqlash tajribalarida o'tkazilgan. Rezerford azot atomlarini alfa zarralari bilan bombardimon qildi. Zarrachalar to'qnashganda, yadro reaktsiyasi sodir bo'ldi va u quyidagi sxema bo'yicha davom etdi:
14 7 N + 4 2 U → 17 8 O + 1 1 H

Yadro reaktsiyalarining paydo bo'lishi shartlari

Yadro reaktsiyasi musbat zaryadlangan zarracha ta'siri ostida sodir bo'lishi uchun, zarracha Kulonni qaytarish kuchlari ta'sirini engish uchun etarli kinetik energiyaga ega bo'lishi zarur. Zaryadlanmagan zarralar, masalan neytronlar, o'zboshimchalik bilan past kinetik energiya bilan atom yadrolariga kira oladi. Yadro reaktsiyalari atomlar tez zaryadlangan zarralar (protonlar, neytronlar, a-zarrachalar, ionlar) bilan bombardimon qilinganida paydo bo'lishi mumkin.

Atomlarni tez zaryadlangan zarralar bilan bombardimon qilishning birinchi reaktsiyasi 1932 yilda tezlatgichda olingan yuqori energiyali protonlar yordamida amalga oshirildi:
7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He

Biroq, amaliy foydalanish uchun eng qiziqarlisi yadrolarning neytronlar bilan o'zaro ta'siri paytida sodir bo'ladigan reaktsiyalardir. Neytronlar zaryadsiz bo'lgani uchun ular atom yadrolariga erkin kirib, ularning o'zgarishiga olib kelishi mumkin. Taniqli italiyalik fizik E.Fermi neytronlar ta'sirini birinchi bo'lib o'rgangan. U kashf etdi, yadroviy transformatsiyalar nafaqat tez, balki sekin neytronlar ham issiqlik tezligida harakat qiladi.

Ta'sir ostida yadro reaktsiyasini o'tkazish musbat zaryadlangan zarralar kerak zarracha kinetik energiyaga ega edi uchun etarli Kulonni qaytarish kuchlarining harakatini yengish... Zaryadlanmagan zarralar, masalan, neytronlar, kinetik energiyasi o'zboshimchalik bilan atom yadrolariga kira oladi.

Zaryadlangan zarracha tezlatgichlari(talaba xabari)

Mikrokosmos sirlariga kirish uchun odam mikroskopni ixtiro qildi. Vaqt o'tishi bilan optik mikroskoplarning imkoniyatlari juda cheklanganligi ma'lum bo'ldi - ular sizga atomlar tubidan "qarashga" imkon bermaydi. Bu maqsadlar uchun yorug'lik nurlari emas, balki zaryadlangan zarrachalarning nurlari mos keladi. Shunday qilib, E. Rezerfordning mashhur tajribalarida radioaktiv preparatlar chiqaradigan a-zarrachalar oqimi ishlatilgan. Biroq, zarrachalarning tabiiy manbalari (radioaktiv moddalar) juda past intensivlikdagi nurlar hosil qiladi, zarrachalarning energiyasi nisbatan past bo'lib chiqadi va bundan tashqari, bu manbalarni boshqarib bo'lmaydi. Shuning uchun tezlashtirilgan zaryadlangan zarrachalarning sun'iy manbalarini yaratish muammosi paydo bo'ldi. Bularga, xususan, elektron mikroskoplari kiradi, ular energiyasi 10 5 eV bo'lgan elektron nurlarini ishlatadi.

20 -asrning 30 -yillari boshlarida birinchi zaryadlangan zarracha tezlatgichlari paydo bo'ldi. Ushbu inshootlarda elektr va magnit maydonlar ta'siri ostida vakuumda harakatlanadigan zaryadlangan zarralar (elektronlar yoki protonlar) katta energiya ta'minotiga ega bo'ladi (tezlashadi). Zarrachalar energiyasi qanchalik baland bo'lsa, to'lqin uzunligi shuncha qisqa bo'ladi, shuning uchun bunday zarralar mikro jismlarni "tekshirish" uchun ko'proq mos keladi. Shu bilan birga, zarrachaning energiyasi oshishi bilan uning zarrachalari o'zaro almashinishi natijasida yangi elementlar paydo bo'ladi. elementar zarralar... Shuni yodda tutish kerakki, atomlar va elementar zarralar olamiga kirib borish arzon emas. Tezlashtirilgan zarrachalarning yakuniy energiyasi qanchalik baland bo'lsa, tezlatgichlar shunchalik murakkab va katta bo'ladi; ularning kattaligi bir necha kilometrga yetishi mumkin. Mavjud tezlatgichlar energiyasi bir necha meVdan yuzlab GeVgacha bo'lgan zaryadlangan zarrachalarning nurlarini olish imkonini beradi. Zarrachalar nurlarining intensivligi sekundiga 10 15 - 10 16 zarrachaga etadi; bu holda, nurni atigi bir necha kvadrat millimetrli nishonga qaratish mumkin. Ko'pincha tezlashtirilgan zarrachalar sifatida protonlar va elektronlar ishlatiladi.

Eng kuchli va qimmat tezlatgichlar faqat ilmiy maqsadlar uchun - yangi zarralarni olish va o'rganish, zarrachalarning o'zaro konversiyasini o'rganish uchun qurilgan. Nisbatan past energiyali tezlatgichlar tibbiyot va texnologiyada keng qo'llaniladi - saraton kasallarini davolashda, radioaktiv izotoplarni ishlab chiqarishda, polimer materiallarning xususiyatlarini yaxshilashda va boshqa ko'p maqsadlarda.

Tezlatgichlarning mavjud turlarini to'rt guruhga bo'lish mumkin: to'g'ridan-to'g'ri harakat tezlatgichlari, chiziqli tezlatgichlar, tsiklik tezlatgichlar va to'qnashuvchi nurli tezlatgichlar.

Kuchaytirgichlar qayerda joylashgan? IN Dubna(Yadro tadqiqotlari qo'shma instituti), V.I.Veksler boshchiligida 1957 yilda sinxrofazotron qurilgan. IN Serpuxov- sinxrofazotron, magnit maydonda joylashgan uning halqali vakuum kamerasining uzunligi 1,5 km; Protonlarning energiyasi 76 GeV. IN Novosibirsk(Yadro fizikasi instituti) GI Budker boshchiligida to'qnashadigan elektron-elektron va elektron-pozitron nurlari (700 MeV va 7 GeV nurlari) bo'yicha tezlatgichlar ishga tushirildi. IN Evropa (CERN, Shveytsariya - Frantsiya) tezlatgichlar har biri 30 GeV to'qnashuvli proton nurlari va 270 GeV proton-antiproton nurlari bilan ishlaydi. Hozirgi vaqtda Shveytsariya va Frantsiya chegarasida Katta Hadron Kollayderini (LHC) qurish jarayonida qurilish ishlarining asosiy bosqichi - elementar zarrachalar tezlatgichi uchun supero'tkazuvchi magnitlarni o'rnatish yakunlandi.

Kolider perimetri 26650 metr bo'lgan, taxminan yuz metr chuqurlikdagi tunnelda qurilmoqda. To'qnashuvda birinchi sinov to'qnashuvi 2007 yil noyabr oyida bo'lib o'tishi rejalashtirilgan edi, ammo sinov paytida sodir bo'lgan magnitlardan birining sinishi ishga tushirish jadvalining biroz kechikishiga olib keladi. Katta Hadron Kollayderi elementar zarralarni qidirish va o'rganish uchun mo'ljallangan. LHC ishga tushirilgach, dunyodagi eng kuchli zarrachalar tezlatgichi bo'lib, deyarli eng yaqin raqobatchilardan oshib ketadi. Katta Hadron kollayderining ilmiy majmuasi qurilishi 15 yildan oshdi. Bu ishda butun dunyodagi 500 ta ilmiy markazdan 10 mingdan ortiq odam ishtirok etmoqda.

Yadro reaktsiyalari energiyaning o'zgarishi bilan birga keladi. Energiya chiqishi Yadroviy reaktsiya qiymat deb ataladi:
Q = (M A + M B - M C - M D) v 2 = Δ Mc 2, qaerda M A va M B - dastlabki mahsulotlarning massasi, M C va M D - reaktsiyaning yakuniy mahsulotlarining massasi. Quantity miqdori M chaqirdi ommaviy nuqson... Yadro reaktsiyalari (. Q> 0) yoki energiya yutilishi bilan ( Q < 0). Во втором случае первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов должна превышать величину |Q| deb nomlangan reaktsiya chegarasi.

Yadro reaktsiyasi ijobiy energiya chiqishi uchun, o'ziga xos bog'lanish energiyasi boshlang'ich mahsulot yadrolaridagi nuklonlar yakuniy mahsulotlar yadrolaridagi nuklonlarning o'ziga xos bog'lanish energiyasidan kam bo'lishi kerak. Bu shuni anglatadiki, Δ miqdori M ijobiy bo'lishi kerak.

Yadro reaktsiyalarining mexanizmi

Yadro reaktsiyasining ikki bosqichi:

• zarrachaning yadro tomonidan yutilishi va qo'zg'algan yadroning shakllanishi. Energiya yadroning barcha nuklonlari o'rtasida taqsimlanadi, ularning har biri o'ziga xos bog'lanish energiyasidan kam energiyaga ega va ular yadroga kira olmaydi. Nuklonlar bir -birlari bilan energiya almashadilar va ulardan biriga yoki nuklonlar guruhiga yadroviy aloqa kuchlarini engish va yadrodan chiqish uchun etarli energiya to'planishi mumkin.
• yadroning zarracha chiqarishi, xuddi suyuq tomchi yuzasidan molekulaning bug'lanishiga o'xshaydi. Birlamchi zarracha yadro tomonidan so'rilgan paytdan ikkilamchi zarracha chiqarilgunga qadar bo'lgan vaqt oralig'i taxminan 10-12 s.

Yadro reaktsiyalarida saqlanish qonunlari

Yadro reaktsiyalarida bir nechta saqlash qonunlari: impuls, energiya, burchak momentum, zaryad. Bu klassik qonunlarga qo'shimcha ravishda, yadroviy reaktsiyalarda saqlanish qonuni deyiladi bariyonik zaryad(ya'ni nuklonlar soni - protonlar va neytronlar). Yadro fizikasi va elementar zarrachalar fizikasiga xos bo'lgan bir qator boshqa saqlash qonunlari ham bajarilgan.

1. Yadro reaktsiyasi nima?
2. Yadroviy va kimyoviy reaktsiya o'rtasidagi farq nima?
3. Nima uchun hosil bo'lgan geliy yadrolari qarama -qarshi tomonga tarqaladi?
   7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He
4. A-zarrachaning chiqarilishining yadro reaktsiyasi yadromi?
5. Yadroviy reaktsiyalarni qo'shing:
   • 9 4 Be + 1 1 H → 10 5 B +?
   • 14 7 N +? → 14 6 C + 1 1 b
   • 14 7 N + 4 2 U →? + 1 1 soat
   • 27 13 Al + 4 2 U → 30 15 P +? (1934 yil Iren Kuri va Frederik Joliot-Kuri fosforning radioaktiv izotopini olishdi)
   • ? + 4 2 U → 30 14 Si + 1 1 b
6. Yadro reaktsiyasining energiya rentabelligini aniqlang.
   14 7 N + 4 2 U → 17 8 O + 1 1 H
   Azot atomining massasi 14.003074 amu, kislorod atomi 16.999133 amu, geliy atomi 4.002603 amu, vodorod atomi 1.007825 amu.

Mustaqil ish

Variant 1

1.

1. alyuminiy (27 13 Al) neytronni ushlab, a-zarrachasini chiqaradi;
2. azot (14 7 N) alfa zarrachalari bilan bombardimon qilinadi va proton chiqaradi.

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 U → 1 0 n +
5. 24 12 Mg + 4 2 U → 27 14 Si +
6. 56 26 Fe + 1 0 n → 56 25 Mn +

Javoblar: a) 13 7 N; b) 11 p; v) 10 0 n; d) 14 7 N; e) 4 2 U; f) 35 16 S

3.

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

2 -variant

1. Quyidagi yadroviy reaktsiyalarning tenglamalarini yozing:

1. fosfor (31 15 P) neytronni ushlab, proton chiqaradi;
2. alyuminiy (27 13 Al) protonlar bilan bombardimon qilinadi va a-zarrachasini chiqaradi.

2. Yadroviy reaktsiyalar tenglamasini to'ldiring:

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

Javoblar: a) 4 2 U; b) 18 9 F; c) 14 7 N; d) 10 0 n; e) γ; f) 11 b

3. Reaksiyalarning energiya rentabelligini aniqlang:

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

Mustaqil ish tugagandan so'ng, o'z-o'zini tekshirish o'tkaziladi.

Uy vazifasi: № 1235 - 1238. (A.P. Rymkevich)

Nazariya: Yadro reaktsiyalarida massa va zaryadning saqlanish qonunlari bajariladi.
Reaksiyadan oldingi umumiy massa reaktsiyadan keyingi umumiy massaga teng, reaktsiyadan oldingi umumiy zaryad reaktsiyadan keyingi umumiy zaryadga teng.
Misol uchun:
Izotoplar - bu atom yadrolari massasi bilan farq qiladigan kimyoviy elementlarning navlari. o'sha. massa raqamlari har xil, lekin zaryad raqamlari bir xil.

Rasmda uran-238 ning qo'rg'oshin-206 ga aylanish zanjiri ko'rsatilgan. Rasmdagi ma'lumotlardan foydalanib, taklif qilingan ro'yxatlardan ikkitasini to'g'ri tanlang. Ularning raqamlarini ko'rsating.

1) Uran-238 ning barqaror qo'rg'oshin-206 ga aylanish zanjirida olti geliy yadrosi ajralib chiqadi.
2) Polonium-214 radioaktiv transformatsiyalar zanjirida eng kichik yarimparchalanish davriga ega.
3) atom massasi 206 bo'lgan qo'rg'oshin o'z -o'zidan alfa parchalanishga uchraydi.
4) Uran-234, uran-238dan farqli o'laroq, barqaror element hisoblanadi.
5) Bizmut-210 ning o'z-o'zidan poloniy-210 ga aylanishi elektronning chiqishi bilan birga keladi.
Yechim: 1) Uran-238 ning barqaror qo'rg'oshin-206 ga aylanish zanjirida oltita emas, balki sakkizta geliy yadrosi ajralib chiqadi.
2) Polonium-214 radioaktiv transformatsiyalar zanjirida eng kichik yarimparchalanish davriga ega. diagramma shuni ko'rsatadiki, polonyum-214 uchun eng kam vaqt
3) atom massasi 206 bo'lgan qo'rg'oshin o'z -o'zidan alfa parchalanishga uchramaydi, u barqarordir.
4) Uran-234, uran-238dan farqli o'laroq, barqaror element emas.
5) Bizmut-210 ning o'z-o'zidan poloniy-210 ga aylanishi elektronning emissiyasi bilan kechadi. Beta zarrachasi chiqarilganidan beri.
Javob: 25
Fizikadan OGE topshirig'i (fipi): Reaksiya natijasida qanday X zarracha ajralib chiqdi?

Yechim: reaktsiyadan oldingi massa 14 + 4 = 18 amu, zaryad 7e + 2e = 9e, shuning uchun massa va zaryadning saqlanish qonuni bajariladi, X zarrachasi 18 - 17 = 1 amu bo'lishi kerak. va 9e - 8e = 1e, shuning uchun X zarrachasi protondir.
Javob: 4
Fizikadan OGE topshirig'i (fipi): Toriy yadrosi radium yadrosiga aylandi. Toriy yadrosi qanday zarracha chiqargan?


3) a-zarracha
4) b-zarracha
Yechim: Massa 4 ga, zaryad esa 2 ga o'zgargan, shuning uchun toriy yadrosi a-zarrachasini chiqargan.
Javob: 3
Fizikadan OGE topshirig'i (fipi):

1) alfa zarracha
2) elektron

Yechim: Massa va zaryadning saqlanish qonunidan foydalanib, biz elementning massasi 4 ga, zaryad esa 2 ga teng ekanligini ko'ramiz, shuning uchun u alfa zarrachadir.
Javob: 1
Fizikadan OGE topshirig'i (fipi):

1) alfa zarracha
2) elektron

Yechim: Massa va zaryadning saqlanish qonunidan foydalanib, biz elementning massasi 1, zaryad esa 0 ekanligini, shuning uchun bu neytron ekanligini ko'ramiz.
Javob: 4
Fizikadan OGE topshirig'i (fipi):

3) elektron
4) alfa zarracha
Yechim: Gamma zarrachaning na massasi, na zaryadi bor, shuning uchun noma'lum zarrachaning massasi va zaryadi 1 ga teng, noma'lum zarracha proton.
Javob: 1
Neytron yadro bilan ushlanganda radioaktiv izotop hosil bo'ladi. Bu yadroviy o'zgarish chiqadi

4) elektron
Yechim: Keling, qo'lga olish reaktsiyasini yozamiz
+ -> + ? .
Massa va zaryadning saqlanish qonunidan foydalanib, biz noma'lum elementning massasi 4 ga, zaryad esa 2 ga teng ekanligini ko'ramiz, shuning uchun u alfa zarrachasidir.