6-апта №6. Тақырып:Ядролық реакциялар
Дәрістің мазмұны: Ядроның бөліну реакциясы деп нейтрондардың (немесе басқа бөлшектердің) әсерінен ауыр ядро бірнеше жеңіл ядроларға (көп жағдайда бар болғаны екіге) бөлінуін айтады. Пайда болған ядролар сынықтар деп аталады. Ядроның мұндай бөлінуі бөліну нейтрондары деп аталатын екі-үш нейтрондарды шығарумен байланысты өтеді. Бөлінген сынықтар радиоактивті болады. Сынықтардың радиоактивті болу себебін қарастырайық. Уранның нейтрондар санының протондар санына қатынасы . Оларда сынықтардың пайда болу кезінде де сондай қатынас болуы мүмкін. Бірақ, массалық саны 100-140 (бөлінген сынықтар да осы интервал шамасында массалық сандарға ие болады) болатын қалыпты ядролардың қатынасы болады, яғни сынықтар нейтрондардың артық санын құрайды. қал болатын ядролар радиоактивті болатындығы белгілі. Сондықтан, сынықтар бірқатар -алмасуына кезігуі мүмкін (бұл кезде нейтрондар протондарға ауысады), нәтижесінде сынықтардағы қатынасы қалыпты изотоптардағы сияқты болады. бөліну реакциясын жазайық:
. (14.1)
Ксенонның қалыпты изотопы 124-тен 136-ға дейінгі массалық санға ие болады, яғни бұл сынықта ең кемінде үш артық нейтрон құралады, сондықтан радиоактивті болып табылдады. Үш ыдырау нәтижесінде лантанның қалыпты изотопына ауысады. алмасуының толық тізбегі
.
Бөліну сынықтары әртүрлі болуы мүмкін, мынадай реакция болуы да мүмкін
.
Шығарылып жіберілген нейтрондар кең энергетикалық спектрлерге (0-ден 7 МэВ-қа дейін) ие болады. Бір нейтронға шамамен 2 МэВ энергия келеді. Ядролардың бөлінуі үлкен энергия мөлшерінің бөлінуімен сипатталады – мәселен, әрбір бөлінген ядроға 200 МэВ энергия келеді. 1 г изотопы (2,56·1023 ядро) бөліну кезінде 8,1∙10-10Дж энергия беріледі. Энергия бөлінуінің негізгі бөлігі сынықтардың кинетикалық энергия түрінде бөлінуі арқылы өтеді. Сынықтарды тоқтату кезінде заттың өте жұқа қабатында бұл энергияның бөлігі жылуға тез айналады, ол бөліну аймағындағы заттың қабатын қыздырады. Ядролардың бөліну ықтималдығы нейтрондардың энергиясымен анықталады. Энергиясы жоғары болатын нейтрондар (Е >108÷1010эВ) практикалық түрде барлық ядролардың бөлінуіне келтіреді, ал энергиясы бірнеше мегаэлектронвольт болатын нейтрондар массалық сандары А > 210 болатын ядроларды, яғни ауыр ядроларды, бөліп шығарады. ядроларды бөлу, энергиясы 1 МэВ-тан артық (активизация энергиясы) болатын нейтрондардың әсерінен болады. Жылулық нейтрондардың әсерінен ядро изотоптары бөлінеді.