Реакции реакции

Ядерные реакции – это превращение атомных ядер при их взаимодействии как друг с другом, так и с ядерными частицами.

Выход ядерной реакции

Согласно теории Бора ядерные реакции идут в два этапа:

Ядро А (мишень) сливается с бомбардирующей частицей а, образуя ядро С:

А + а → С

Ядро С оказывается в возбуждённом состоянии и через некоторое время распадается на конечные продукты В и в:

С → в + В. 1919г. Резерфорд – первая ядерная реакция. ₇N¹⁴ + ₂α⁴ → ₉F¹⁸ → ₈O¹⁷ + ₁p¹ 1932г Кокрофт и Уолтон - первая ядерная реакция с помощью протонов высокой энергии. ₃Li⁷ + ₁H¹ → 2 ₂He⁴ 1938г. Ган и Штрасман – первая реакция деления урана быстрыми нейтронами: ₉₂U²³⁵ + ₀n¹ → ₉₂U²³⁶ ₉₂U²³⁶ → ₅₆Ba¹¹⁴ + ₃₆Kr⁸⁹ +3 ₀n¹ + Q↑ или ₉₂U²³⁶ → ₅₄Xe¹⁴⁰ + ₃₈Sr⁹⁴ + 2 ₀n¹ + Q↑

Эндотермические – идут с поглощением энергии. ΔЕ < 0

Экзотермические – идут с выделением энергии. ΔЕ > 0

ΔЕ =[(m₁ + m₂)_до – (m₁^ﺍ+ m₂^ﺍ)_после]с²

с²= 931,5 Мэв/а.е.м.

Механизм деления ядра: Капельная модель ядра Бора. Объяснение Мейтнер и Фриш. ₉₂U²³⁶ ₀n¹ ₉₂U²³⁵ если Е_к < Е_я - ядро излучает квант энергии или нейтрон, если Е_к > Е_я, то ядро делится на два осколка элементов средней части таблицы Менделеева и выбрасывает 2 – 3 нейтрона.

Характеризуется:

Коэффициентом размножения нейтронов.

k =

N_i – число нейтронов в данном поколении; N_i _-1 – число нейтронов в предыдущем поколении. k >1 – неуправляемая ядерная реакция (взрыв); k < 1 – затухающая ядерная реакция; k = 1 – управляемая ядерная реакция.

Критическим объёмом – минимальный объём при котором возможно осуществление ядерной реакцией.
Критической массой – масса делящегося вещества заключённая в критическом объёме.

1942 г Ферми(Чикагский университет) – первый ядерный реактор. Устройство, в котором возможно осуществление управляемой ядерной реакции, называется ядерным реактором. Устройство ядерного реактора:

Активная зона – пространство, где находится ядерное горючее и происходит ядерная реакция, представляет собой графитовый цилиндр, Т (800 – 900 К). В ней находится замедлитель нейтронов (тяжёлая вода D₂O).
Отражатель нейтронов –кожух окружающий активную зону и отражающий нейтроны обратно.
Теплоноситель – устройство отводящее энергию из активной зоны, используется вода или углекислый газ (не способные поглощать нейтроны).
Система регулирования цепной реакции –управляющие стержни состоящие из соединений бора или кадмия.
Радиационная защита –обеспечивается кожухом состоящей из слоя бетона толщиной 3м и слоем воды толщиной 1м.