Интернет-магазин электроники и бытовой техники

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Китайские косметические средства

Китайская народная медицина

Копии смартфонов

Духи от Dior

Стильные браслеты с уникальным дизайном

Термос Bullet

Часы Hublot механические

Гироскутер SmartWay

Женский Интим-гель

Нужен оригинальный подарок? Закажи

Электрические цепи переменного тока Явление резонанса векторная диаграмма Электpостатика Закон Кулона Потенциал Диэлектpики Пpоводники Теоpема Гаусса Электpическая емкость Физика атомного ядра Электромагнетизм Волновая оптика Математика Задачи Векторная алгебра Производная

Атомная энергетика и ядерная физика

Физика ядерного реактора.

Некоторые свойства частиц, из которых состоит атом и его ядро.

Рис 2.

Табл. 1

частица

заряд

спин, ħ

масса, (mc2), МэВ

Время жизни

p

+e

½

938,272

>1032 лет

n

0

½

939,565

887±2 с

e

-e

½

0,511

> 4,2*1024 лет

Из двухпараметрического распределения плотности заряда в ядре   следует, что радиус ядра (радиус полуплотности) R=(1,2A1/3-0,5) Фм. Конструкция паровых турбин. По направлению движения потока пара различают аксиальные ПТ, у которых поток пара движется вдоль оси турбины, и радиальные ПТ направление потока пара в которых перпендикулярно, а рабочие лопатки расположены параллельно оси вращения. В РФ строят только аксиальные ПТ.

Для ядер с A>20 R≈1,2 A1/3 Фм. Параметр а связан с толщиной поверхностного слоя t соотношением t=(4ln3)a≈4,4a. Опыт показывает, что t примерно одна и та же для всех ядер: t≈2,4 Фм (а≈0,55 Фм).

Для протона ρ(r)=ρ(0)e-r/a; где а=0,23 Фм; ρ(0)=3 е/Фм3.

Среднеквадратичный радиус протона, учитывая, что заряд, сосредоточенный в шаровом слое единичной толщины, равен 4πr2ρ(r):

Размер нейтрона примерно такой же. В нейтроне центральная область заряжена положительно, а область r>0,7 Фм – отрицательно (Рис. 4):

Рис.4. Распределение заряда в нуклонах

При этом суммарный по всему объёму нейтрона заряд равен нулю.

Зарядовая структура нейтрона и протона объясняется их кварковым составом. Протон состоит из двух u-кварков и одного d-кварка, а нейтрон – из двух d-кварков и одного u-кварка. Масса (mc2) в составе адрона mu-кварка=md-кварка≈0,33ГэВ. Пленение («склеивание» глюонами) кварков в адроне (нуклоне) называют конфайнментом. Кварки вместе с лептонами (< 10-16см) называют фундаментальными фермионами (у них полуцелый спин). В группу лептонов входит электрон, мюон со временем жизни tж~2,2*10-6с [МэВ], таон [tж~2,9*10-13с; МэВ], электронное нейтрино  эВ], мюонное нейтрино МэВ и таонное нейтрино МэВ]. Из них состоят все более крупные объекты: адроны, ядра, атомы, молекулы и т.д., т.е. наш мир можно свести к фундаментальным фермионам, взаимодействующим путём обмена фундаментальными бозонами (фотонами, глюонами, w- и z- бозонами). 12 фермионов подразделяются на 3 группы, которые называют поколениями. В каждом из поколений 2 кварка и 2 лептона (Табл 2)

Табл. 2

Поколения

1

2

3

заряд

кварки

верхние

u

c

T

+2/3e

нижние

d

s

b

-1/3e

лептоны

нейтрино

νe

νμ

ντ

0

заряженные

e

μ

τ

-e

Протоны (как и электроны, γ-кванты, нейтрино) – стабильные частицы. Нейтроны стабильны только в составе ядра. Свободные нейтроны относительно быстро распадаютя (табл 1): n→p+e-+ΰe, причём протон, электрон и электронное антинейтрино характеризуют распад d-кварков.

Исследования по глубоконеупругому рассеянию лептонов на нуклонах показали, что нуклоны состоят из трёх валентных кварков, виртуальных «морских» кварков/антикварков и глюонов (как из фотонов и w-, и z-бозонов, у них s=1, а масса покоя, как и у фотонов, равна 0, но радиус взаимодействия ~10-13см, тогда как у фотонов он стремится к бесконечности, а у w- и z-бозонов ~10-16см, mW±(mc2)=80,42ГэВ и mZ(mc2)=91,19ГэВ. Доли внутреннего импульса протона распределяются среди этих типов партонов (точечные объекты с диаметром  <10-16см, в которых сосредоточена вся масса или внутренняя энергия нуклона) следующим образом: доля импульса протона, приходящаяся на u-кварки и антикварки εu=0,36; доля на d-кварки (и антикварки) εd=0,18; а доля на глюоны εg=0,46. Т.о. ≈50% массы протона, приходится на глюоны. Для нейтронов, повидимому, εd=0,36, εu=0,18, εg=0,46.

Формирование биосферы и зарождение жизни на Земле происходило в условиях радиационного воздействия различной природы. После фундаментальных открытий конца 19-ого века – природной радиоактивности и рентгеновских лучей – началось бурное развитие атомной и ядерной физики. После открытия и получения искусственной радиоактивности стала очевидной возможность практического использования атомной энергии

Классификация нейтронов. В ядерных реакциях, образуются, как правило, быстрые нейтроны (с энергией 0,1-1МэВ). Быстрые нейтроны при соударениях с атомными ядрами теряют энергию большими порциями, расходуя её, главным образом, на возбуждение ядер или их расщепление. В результате энергия нейтрона становится меньше минимальной энергии возбуждения ядра (от десятков КэВ до нескольких МэВ в зависимости от свойств ядра). После этого рассеяние нейтрона ядром становится упругим, т.е. нейтрон расходует энергию на сообщение ядру скорости без изменения его внутреннего состояния.

Упругое рассеяние нейтронов на ядрах атомов мишени. Для элементов с низким атомным номером первый возбуждённый уровень ядра обычно на 1МэВ выше основного состояния. Поэтому в случае лёгких элементов упругое рассеяние нейтронов с En< 1МэВ более вероятно, чем неупругое рассеяние.

Изотопные источники - устройства, в которых идут ядерные реакции собразованием нейтронов. При этом излучение, испускаемое радионуклидом (например, а-частицы) вступает в ядерную реакцию со специально подобранным веществом (например, бериллием), в результате которой образуются нейтроны.

Ядерные реакции (), (), (), (). Захват нейтронов ядрами (М) с зарядовым числом Z и массовым числом А часто приводит к ядерным реакциям, в результате которых возникает явление искусственной радиоактивности.

Энергия отделения нейтрона. Ядро – система связанных нуклонов и чтобы его разделить на составные части (нуклоны) надо затратить энергию связи ядра W(A,Z)

Эффект спаривания нуклонов

Механизм деления. Если деление выгодно для ядра с Z2/A>17, т.е. с А≥90, то возникает вопрос: почему же большинство известных тяжёлых ядер устойчиво по отношению к спонтанному делению? В ходе деления ядро проходит через стадии: шар, эллипсоид, гантель, 2 грушевидных осколка, 2 сферических осколка. Изменение энергии ядра на разных стадиях определяется изменением суммы поверхностной и кулоновской энергий начального ядра и осколков. При увеличении расстояния между центрами осколков (при делении 23692U из основного состояния на 2 асимметричных осколка) от начального значения r=0. Эта сумма сначала растёт, а затем уменьшается.


На главную