Ядролық физика пәні бойынша еп-20-3к1,2,3,4,5,6 емтихан сұрақтары 125cұрақ(40/45/45) 1-деңгей
жүктеу/скачать 135.94 Kb.
|
| Ядролық реакциялар деп атом ядроларының элементар бөлшектермен (оның ішінде γ-квантпен) өзара әсерінен немесе бір-бірімен әсерлесуінен басқа атомға айналуын айтады.
Реакцияның жазылу түрі мынадай: , немесе мұндағы, Х және У – бастапқы және соңғы ядро, а және в – реакция кезінде бомбылаушы және шығарушы бөлшектер. 24. Ядролық реакциялардың ортақ зандылықтары. Кез-келген ядролық реакцияда электр зарядының және массалық санның сақталу заңы орындалады: ядролық реакцияға түсуші ядролар мен бөлшектердің зарядтарының қосындысы (және массалық санының), реакция жүргеннен кейін алынған өнімдердің (ядролар мен бөлшектер) зарядтардың қосындысына (массалық сандарының қосындысына) тең болады. Және де, энергияның, импульстің және импульс моментінің сақталу заңдары орындалады. 25. Реакция арналары. Ядролық реакциялар бірнеше этап бойынша жүреді: бірінші этапта ұшып келе жатқан бөлшек ядро-нысанада бөгеліп, құрама ядро немесе компаунд-ядро құрайды, және оның энергиясы қандай да бір нуклонға берілмейді, энергия құрама ядроның барлық бөлшектерінің арасында бір қалыпты таралады, сондықтан олардың біреуі де, ядродан ұшып шығуға жеткілікті энергия ала алмайды. 26. Ядролық реакциялар үшін сақталу заңдары. Кез-келген ядролық реакцияда электр зарядының және массалық санның сақталу заңы орындалады: ядролық реакцияға түсуші ядролар мен бөлшектердің зарядтарының қосындысы (және массалық санының), реакция жүргеннен кейін алынған өнімдердің (ядролар мен бөлшектер) зарядтардың қосындысына (массалық сандарының қосындысына) тең болады. Және де, энергияның, импульстің және импульс моментінің сақталу заңдары орындалады. 27. Ядролық реакцияның энергиясы. Реакция энергиясы – ядролық реакция кезінде бөлінетін немесе жұтылатын кинетикалық энергия; ол бастапқы және соңғы күйдегі бөлшектердің тыныштық энергияларының айырмасына тең. Q > 0 болатын реакциялар экзотермиялық деп аталады, олар түскен бөлшектің кез келген энергиясында энергияның бөлінуімен жүреді. Q < 0 болатын реакциялар эндотермиялық деп аталады. . Серпімді шашырау реакцияларында Q = 0. Эндотермиялық реакция мүмкін болуы үшін түскен бөлшектің энергиясы реакция табалдырығы деп аталатын белгілі Tthr мәнінен асуы қажет. 28. Ядролық реакцияның табалдырығы. Реакция табалдырығы – ядролық реакция болуы мүмкін зертханалық координаталар жүйесіндегі түскен бөлшектің ең аз кинетикалық энергиясы. Реакция табалдырығына арналған формулаларды шығаруды қараңыз - релятивистік кинематика және сақталу заңдары) 29. Ядролық реакция қимасы. Ядролық реакцияның көлденең қимасы – өзара әрекеттесетін екі бөлшектер жүйесінің белгілі бір соңғы күйге өту ықтималдығын сипаттайтын шама. Ядролық өзара әрекеттесу ықтималдығы әдетте сәуленің жолында орналасқан ядросының тиімді ауданы тұрғысынан анықталады. Сәуле осіне перпендикуляр орналасқан нысананың бірлік ауданына түсетін бөлшектердің санын N0 деп белгілейік. Бұл аймақта n ядросы болсын. Содан кейін өзара әрекеттесу саны қатынас арқылы анықталады. 30. Ядролық реакциялардың механизмі. Күрделі ядро арқылы өтетін ядролық реакцияның механизмімен бірге әрекеттесу процесіне бүкіл ядро қатысқанда, түскен бөлшек ядроның аз ғана нуклондарымен әрекеттескенде басқа механизм де мүмкін. Бұл тікелей ядролық реакциялар деп аталады. Олардың пайда болу уақыты құрама ядро арқылы жүретін реакциялар уақытынан әлдеқайда аз және өзіне тән ядролық уақытпен (нуклонның ядро арқылы ұшу уақыты) салыстыруға болады. Энергиясы ондаған МэВ болатын нуклон үшін τn ~ 10-22-10-23 с. 31. Құрама ядро моделі. Құрама ядро моделі бойынша ядролық реакция екі сатыда жүреді: құрама ядроның пайда болуымен түскен бөлшекті ядроның жұтуы және құрама ядроның ыдырауы. Нуклондар арасындағы күшті әсерлесу болғандықтан, түскен бөлшектің кинетикалық энергиясы аралық жүйедегі нуклондардың көп саны арасында жылдам қайта бөлінеді. Нәтижесінде композиттік немесе құрама ядро деп аталатын квази тепе-теңдік жүйесі қалыптасады. 32. Резонанстық ядролық реакциялар. Брейт-Вигнер формуласы. Резонанстар орналасқан аймақта нейтрондардың серпімді шашырауының екі механизмі бар. Олардың біріншісі резонанстық шашырау, яғни. шашырау, онда процестің аралық сатысы оның кванттық күйлерінің бірінде немесе оның жанында күрделі ядроның түзілуі болып табылады. Екіншісі потенциалдық шашырау деп аталады, ол бүкіл энергетикалық аймақта пайда болады және нейтрондық толқынның ядро бетіндегі потенциалмен әрекеттесуіне байланысты. Бұл жағдайда нейтрон нысана ядросының ішіне түспейді және қосынды ядро түзілмейді. Брейт-Вигнер формуласы оқшауланған резонанс жағдайында ядролық реакция немесе резонанс шамасына жақын бөлшектер арасындағы реакция үшін көлденең қиманың энергетикалық тәуелділігін сипаттайды. 33. Ядролық тіке реакциялар. Күрделі ядро арқылы өтетін ядролық реакцияның механизмімен бірге әрекеттесу процесіне бүкіл ядро қатысқанда, түскен бөлшек ядроның аз ғана нуклондарымен әрекеттескенде басқа механизм де мүмкін. Бұл тікелей ядролық реакциялар деп аталады. Олардың пайда болу уақыты құрама ядро арқылы жүретін реакциялар уақытынан әлдеқайда аз және өзіне тән ядролық уақытпен (нуклонның ядро арқылы ұшу уақыты) салыстыруға болады. ~10 МэВ энергиясы бар нуклондар үшін бұл уақыт шамамен 10-22 с. 34. Гамма-кванттардың, жеңіл және ауыр зарядталған бөлшектердің әсерінен өтетін рекциялар. Егер зарядталған бөлшектер түсетін бөлшектер ретінде пайдаланылса, олар ядроның кулондық тебілуін жеңу және ядролық күштер аймағына түсу үшін жеткілікті кинетикалық энергияға ие болуы керек. (Егер зарядталған бөлшектің энергиясы кулондық тосқауылдың биіктігінен аз болса, ядролық реакцияның ықтималдығы қатты басылады.) Қажетті энергиялардың бөлшектер шоқтары заманауи үдеткіштермен оңай алынады. Егер бөлшектің энергиясы кулондық кедергіні жеңуге жеткіліксіз болса, онда ол ядроның кулондық өрісінде Резерфорд формуласымен сипатталған серпімді шашырауды бастан кешіреді. Нейтрондар мен гамма кванттар атом ядроларының сипаттамаларын және ядролық реакциялардың механизмдерін зерттеу үшін де қолданылады. Ол үшін нейтрондар мен гамма-сәулелердің әртүрлі көздері қолданылады. 35. Ядролардың бөлінуінің физикасы Атом ядроларының бөлінуі - олардың салыстырмалы массалық екі бөлікке (фрагменттерге) ыдырауы. Бөліну ядроның сыртқы бөлшекпен әрекеттесуінен туындайтын өздігінен (стихиялы) немесе мәжбүрлі болуы мүмкін. Бөліну энергетикалық жағынан қолайлы, яғни. ауыр ядролар үшін энергияның бөлінуімен бірге жүреді және ядролық энергияның негізгі көзі болып табылады. Бұл жағдайда бөлінетін энергия бөлінетін материалдың бір нуклонына неаэкв1 МэВ немесе 1014 Дж/кг құрайды, бұл адам меңгерген барлық басқа энергия көздерінің энергия бөлінуінен көп реттік үлкен. 36. Атом ядроларының бөлінуіне тәжірибелік мәлеметтер. Атом ядроларының бөлінуі - олардың салыстырмалы массалық екі бөлікке (фрагменттерге) ыдырауы. Бөліну ядроның сыртқы бөлшекпен әрекеттесуінен туындайтын өздігінен (стихиялы) немесе мәжбүрлі болуы мүмкін. Бөлінуді Отто Хан, Фриц Страсман және Лиз Мейтнер ашқан. 1938 Ерекше ядролық процестің дұрыс түсіндірмесін сол жылы Мейтнер мен Отто Фриш берді. 37. Бөлінудің элементар теориясы. 1939 жылы Н.Бор мен Дж.Уилер, сондай-ақ Дж.Френкель бөліну эксперименталды түрде жан-жақты зерттелмес бұрын, ядроның зарядталған сұйықтық тамшысы ретіндегі тұжырымдамасына негізделген бұл процестің теориясын ұсынды. Бөліну нәтижесінде бөлінетін энергияны тікелей Вайцзекер формуласынан алуға болады.
38. Ядроның бөлінуінің энергиялық шарты. Бұдан Z2/A > 17 болғанда бөлінудің энергетикалық қолайлы екенін аламыз. Z2/A мәні бөлінгіштік параметрі деп аталады. Бөліну кезінде бөлінетін энергия E Z2/A артады; Z2/A = 17 иттрий мен цирконий аймағындағы ядролар үшін. Алынған бағалаулардан A > 90 барлық ядролар үшін бөлінудің энергетикалық жағынан қолайлы екенін көруге болады. Неліктен ядролардың көпшілігі өздігінен бөлінуге қатысты тұрақты? Бұл сұраққа жауап беру үшін бөліну кезінде ядроның пішіні қалай өзгеретінін көрейік. 39. Бөліну энергиясы. Бөліну параметрі. Бұдан Z2/A > 17 болғанда бөлінудің энергетикалық қолайлы екенін аламыз. Z2/A мәні бөлінгіштік параметрі деп аталады. Бөліну кезінде бөлінетін энергия E Z2/A артады; Z2/A = 17 иттрий мен цирконий аймағындағы ядролар үшін. Алынған бағалаулардан A > 90 барлық ядролар үшін бөлінудің энергетикалық жағынан қолайлы екенін көруге болады. Неліктен ядролардың көпшілігі өздігінен бөлінуге қатысты тұрақты? Бұл сұраққа жауап беру үшін бөліну кезінде ядроның пішіні қалай өзгеретінін көрейік. 40. Ядролардың бөліну механизмі. Күрделі ядро арқылы өтетін ядролық реакцияның механизмімен бірге әрекеттесу процесіне бүкіл ядро қатысқанда, түскен бөлшек ядроның аз ғана нуклондарымен әрекеттескенде басқа механизм де мүмкін. Бұл тікелей ядролық реакциялар деп аталады. Олардың пайда болу уақыты құрама ядро арқылы жүретін реакциялар уақытынан әлдеқайда аз және өзіне тән ядролық уақытпен (нуклонның ядро арқылы ұшу уақыты) салыстыруға болады. Энергиясы ондаған МэВ болатын нуклон үшін τn ~ 10-22-10-23 с. жүктеу/скачать 135.94 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|