История создания и развития ядерной индустрии Элементарные частицы Измерение заряда электрона Ионизирующие излучения Теория рассеяния альфа-частиц Ядерные реакции

Ядерные реакции

Первую искусственную трансмутацию элементов осуществил в 1918-19 Э.Резерфорд. Им был открыт протон и осуществлена первая искусственная реакция – превращение азота в кислород при облучении азота альфа-частицами. Значительный вклад открытие новых ядерных процессов внесли супруги И. и Ф. Жолио Кюри, Э.Ферми, О.Ган, Л.Мейтнер и др. Ядерные реакции обеспечивают превращения атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами, гамма-квантами или друг с другом. Для ядерной индустрии особенно важными являются цепные ядерные реакции.

- Открытие нейтрона и вычисление его массы (Дж.Чэдвиг).

- Схема образования нейтрона при облучении бериллия α-частицами (И. и Ф. Жолио-Кюри). Фотоэффект. Это процесс, при котором вся энергия падающего кванта hν передаётся связанному электрону. Его кинетическая энергия при вылете из атома Te = hν – I­i, где I­i – энергия связи той оболочки, на которой находится электрон. Энергию отдачи, полученную ядром при вылете электрона ,можно не учитывать, т.к. Tя << hν или Tя << Te. Фотоэффект всегда сопровождается либо характеристическим излучением, либо эффектом Оже, когда энергия возбуждения атома передаётся одному из его электронов, который и покидает атом.

Ядерная реакция — процесс превращения атомных ядер, происходящий при их взаимодействии с элементарными частицами, гамма квантами и друг с другом, часто приводящий к выделению колоссальной энергии. Спонтанные (происходящие без воздействия налетающих частиц) процессы в ядрах — например , радиоактивный распад — обычно не относят к ядерным реакциям

- Открытие искусственной радиоактивности (И. и Ф.Жолио-Кюри).

1934 - Ядерные реакции под действием нейтрона; открытие явления замедления нейтронов в веществе. (Э.Ферми).

1934 - Ферми открыл (с сотрудниками) искусственную радиоактивность, вызванную нейтронами, замедление нейтронов в веществе (1934).

13. Ядерные реакторы

Открытия первой трети 20-го века в области ядерной физики, радиохимии и материаловедения поставили на повестку дня создания атомного реактора, обеспечивающего проведение контролируемой цепной реакции деления урана.

К таким открытиям следует отнести:


Рис.9. Канадский реактор CANDU на тяжелой воде. Тяжелая вода служит теплоносителем, охлаждающим реактор и создающим пар, который вращает турбину.

Рис.10. Реактор с водой под давлением. Нагретая вода подается насосом в парогенератор, где теплота передается во вторичный контур, в котором образуется пар, приводящий в действие турбину.

Эффект нестационарного отравления Xe и Sm Важность и сложность эффектов нестационарного отравления обусловлена тем, что при изменении мощности реактора происходит нарушение динамического равновесия между прибылью и убылью ядер-отравителей и, следовательно, происходит сложное изменение реактивности реактора за счет отравления

Создан линейный ускоритель мощных пучков релятивистских электронов - линейный индукционный ускоритель (У.Лэмб). Принцип его действия предложил в 1939 А.Буверс.

В измерении массы атомов и заряженных частиц существенную роль сыграли масс-спектрометры

Важное направление развития техники эксперимента связано с созданием ускорителей заряженных частиц и ионов.

Пуск установки для искусственного  ускорения протонов – каскадный генератор (ускоритель Дж. Кокрофта – Э.Уолтона).


На главную