Разновидности ядерных реакций
После образования промежуточного ядра его превращение может идти по одному из следующих путей:
1. Процесс упругого рассеяния. Ядро мишень после столкновения выбрасывает частицу такую же, как и в него попавшая. При этом происходит перераспределение энергии подобно законам соударения идеально – упругих тел. Столкновение может быть лобовое, боковое. ( В среднем нейтрон при одном столкновении с протоном теряет 0,632 своей энергии). Чем тяжелее ядро (например ядро углерода в 12 раз больше), тем больше энергии теряет нейтрон. Упругое рассеяние наблюдается при замедлении нейтронов.
2. Процесс неупругого рассеяния. После столкновения ядро выбрасывает частицу, тождественную попавшей в него, но с меньшей энергией, чем при упругом рассеянии. Остаток энергии излучается в виде γ – излучения. Наблюдается также при замедлении нейтронов.
3. Процесс захвата. Частица, столкнувшаяся с ядром, им захватывается. Возбужденное ядро, переходя в нормальное сосояние излучает γ – кванты либо γ – кваний и β – частицу. (Для производства радиоактивных изотопов).
4. Процесс слияния ядер. При столкновении частицы или ядра с другим ядром может произойти их захват. При этом ядро – мишень излучает взамен захваченной другую частицу и превращается в ядро – продукт. Относительно реакции слияния 2х, легких ядер в одно, более тяжелое и более устойчивое. Это термоядерная реакция.
5. Процесс деления ядер. Наблюдается при возбуждении у ограниченного числа самых тяжелых ядер. После деления тяжелого ядра получают 2 легких ядра. Реакция идет с высвобождением энергии. Деление ядер может быть вызвано бомбардировкой их любыми частицами. Однако практическое значение для получения энергии имеет лишь делении ядер нейтронами.
Одной из наиболее примечательных ядерных реакций с участием нейтронов является деления ядер, открытие которой и привело к возникновению новой отрасли техники – ядерной энергетики.
Эксперименты показали, что тяжелые ядра и многие ядра со средними массовыми числами, поглощая нейтроны с энергией большей некоторой Е min распадаются на 2 осколка. При этом одновременно испускаются нейтроны.
В символической записи это выглядит: zXm + on1 → zXm+1 , и если энергия поглощения on1 велика, то составное ядро мгновенно распадается
zXm+1 → aYb + z-aZ(m-1) – (b+e) + Lon1
Для большинства ядер min энергия E min велика, больше 1Мэв. Но имеется небольшое число тяжелых ядер, которые делятся при поглощении нейтрона любой энергии.
Делящиеся ядро Еmin 90Th 232 92U 235 92U 233 92U 238 94Pu 239 94P 241
нейтронов, вызывающих
деление: Мэв 1,3 0 0 1,2 0 0
Для практического использования годятся ядра с E min = a. Именно они позволяют осуществить самоподдерживающуюся реакцию деления. Ядра, делятся при E min > 1Мэв не позволяют создать систему с самоподдерживающейся реакцией деления,но некоторые из них
( 90Th 232, 92U238 ) могут быть сырьем для получения ядерного горючего. Так 92U 233 получают из 90Th 232 под действием нейтронного облучения, а 94Pu 239 из 92U 238.
Реакция деления характеризуется образующимися:
1) продуктами деления
2) числом испускаемых нейтронов
3) величиной высвобождающийся энергии
92U235 распад на 36К291 + 56В2142 + 30n1
1) Различают осколки деления при делении исходного ядра и вторичные продуты деления – появляющиеся в результате цепочки радиоактивных превращений осколков деления. Осколки деления имеют сначала ровные соотношения нейтронов и протонов, что и в делящемся ядре. Но т.к. с уменьшением массового числа нейтронов на каждый протон должно уменьшится, то осколки испытывают радиоактивные превращения.
2) Замечательной особенностью реакций деления тяжелых ядер является испускание при делении нейтронов: 92U235 выделяется 2,47 нейтронов в среднем.
Средняя энергия нейтронов деления Eср= 2Мэв.
Принято делить нейтроны по энергии на 3 группы: быстрые с E ≥ 1Мэв, промежуточные с 0,2 Мэв ≤ 1 Мэв и тепловые, находящиеся в тепловом равновесии с окружающей средой с E < 0,2 Мэв. В спектре деления быстрые нейтроны с E ≥ 1Мэв составляют 66%
3) Деление ядре сопровождается выделением большого количества энергии.
Хим. реакция Радиоактивный распад ядра Деление ядра
С+О2=СО2
<0,3 ∙ 10-6 Мэв ≤ 20Мэв 198 Мэв
Энергия деления выделяется в основном в виде кинетической энергии осколков.
Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 801;