Сборник задач по ядерной физике Ядерная реакция Законы сохранения импульсная диаграмма Термоядерная реакция фотоэффект Эффект Комптона Закон Кирхгофа Волновая функция Уравнение Шрёдингера Длина волны Дебройля Волновые пакеты Туннельный эффект Оператор энергии Оператор импульса

ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ начало

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

Примеры решения задач

Пример 1. Найти энергию реакции

94Be + 11H -> 42He + 63Li

если известно, что кинетические энергии протона Тн==5,45 МэВ, ядра гелия ТНе = 4 МэВ и что ядро гелия вылетело под углом 90° к направлению движения протона. Ядро-мишень 94Ве неподвижно.

Решение. Энергия реакции Q есть разность между суммой кинетических энергий ядер-продуктов реакции и кинетической энер­гией налетающего ядра:

 Q = TLi + THe - TH  (1)

В этом выражении неизвестна кинетическая энергия ТLi лития. Для ее определения воспользуемся законом сохранения импульса

 pH = pHe + pLi . (2)

Ионизационное торможение заряженных частиц. Уравнение Бете-Блоха. Поскольку действие -излучения и нейтронов скорее результат воздействия вторичного излучения, т.е. электронов и протонов отдачи, чем результат их первичных взаимодействий, данные, полученные при изучении взаимодействия заряженных частиц с веществом, можно использовать не только для описания действия быстрых электронов или ионов, но также и для описания воздействия -излучения и нейтронов.

Векторы рH и р, по условию задачи, взаимно перпендикуляр­ны и, следовательно, вместе с вектором рLi образуют прямоуголь­ный треугольник. Поэтому

(pH)2= (pHe)2+ (pLi)2 (3)

Выразим в этом равенстве импульсы ядер через их кинетические энергии. Так как кинетические энергии ядер, по условию задачи, много меньше энергий покоя этих ядер (см. табл. 21), то можно воспользоваться классической формулой

p2=2 mT. (4)

Заменив в уравнении (3) квадраты импульсов ядер их выражения­ми (4), после упрощения получим

mLiTLi = mHeTHe + mHTH

откуда

 TLi = (mHeTHe + mHTH)/ mLi = 3,58 МэВ

Подставив числовые значения в формулу (1), найдем

Q= TLi + THe - TH =2,13МэВ.

Решение задач по физике, электротехнике, математике