Ядерні реакції

Ядерна реакція – процес сильної взаємодії частинки ядра з іншим ядром, внаслідок чого відбувається перетворення ядра, або зміна його параметрів. Під ядерною реакцією розуміють будь-яке перетворення ядра, яке відбувається з різних причин.

Механізм ядерної реакції. Частинка повинна бути поблизу ядра на відстані 10^-15м від нього. Якщо ця частинка має позитивний заряд, то вона повинна подолати потенціальний бар’єр, зумовлений кулонівськими силами.

За теорією Бора-Ландау, які виходили з крапельної моделі ядра, середня реакція відбувається у два етапи:

1) ядро захоплює частинку і виникає проміжне ядро. Воно буде нестійким і час перебування в такому стані називається ядерним часом – це час, за який частинка зі швидкістю близько 10⁷ м/с пройде діаметр ядра ();

2) у результаті отримання ядром енергії, яка порівно розподіляється між нуклонами, існує ймовірність, що на деякий час виникне енергія, якої буде достатньо для того, щоб частинка (чи кілька частинок) покинула ядро. Внаслідок цього виникне нове ядро (процес відбувається подібно випаровуванню). Але при досить великих енергіях налітаючих частинок можлива взаємодія з нуклонами в ядрі. Така реакція називається реакцією прямої ядерної взаємодії; ; ; A – початкове ядро, a – частинка, яка бомбардує ядро, B – продукти реакції (ядро, яке утворюється), b –частинки, які утворилися.

При ядерних реакціях виконуються:

1) закон збереження заряду: ;

2) закон збереження масового числа (числа нуклонів): ;

3) закон збереження повної енергії: ;

4) закон збереження імпульсу: ;

Класифікація ядерних реакцій

Ø За характером ядерних перетворень.

w a, b – однакові, мають однакові енергії (пружно-розсіювальні); перетворення ядра не відбувається; відбувається зміна параметрів руху;

w a, b – однакові, мають різні енергії (непружна взаємодія): A(a,a)A;

w немає частинки a; радіоактивний розпад: ;

w a, b – різні частинки, мають різну енергію. Реакція проходить у різних напрямках в залежності від характеристик a і b;

w реакції синтезу – реакції об’єднання легких ядер (термоядерні реакції): .

Ø За енергією частинок, які викликали реакцію:

w реакції при малих енергіях (кілька еВ);

w реакції при середніх енергіях (кілька МеВ);

w реакції при високих енергіях (сотні, тисячі МеВ).

Ø За типом частинок, які викликали реакцію:

w під дією α- частинок;

w під дією нейтронів і дейтронів (протонів, електронів, γ- квантів).

Особливу цінність мають ядерні реакції з нейтронами, оскільки нейтрону не потрібно долати потенціальний бар’єр (він не має заряду).

Для результату реакції важлива енергія, яку має нейтрон.

Якщо енергія нейтрона , то такий нейтрон вважається повільним.

Якщо енергія нейтрона , то такий нейтрон вважається проміжним.

Якщо енергія нейтрона більша , то такий нейтрон вважається швидким.

Якщо енергія нейтрона дорівнює близько , то такий нейтрон вважається надшвидким.

Поиск по сайту: