Энергия реакции ядериой

Отдельные догадки о существовании в ядрах оболочек протонов и электронов высказывались еще в 1924—1928 гг. до от1<рытия нейтрона. Однако доказательства в пользу модели ядерных оболочек часто сменялись сильными аргументами против нее, и наоборот. И вот в период 1935—1945 гг. было установлено, что модель ядерных оболочек не в состоянии объяснить энергии связи ядер и особенно легких ядер. Против модели оболочек выдвигаются серьезные возражения, что ядро в отличие от электронной оболочки атома не имеет преобладающего центрального потенциала и не может рассматриваться по аналогии с атомной (электронной) оболочкой. Успех капельной модели в объяснении деления ядер и правдоподобность идей составного ядра в истолковании ядерных реакций значительно задержали изучение оболочечной структуры атомных ядер. [c.183]

Если условие (42.2) выполнено, то величина Qf будет совпадать с энергией реакции Q, которая по определению равна разности масс исходного (делящегося) ядра и ядер продуктов (осколков деления), т. е. [c.364]

Так как процесс синтеза сопровождается большим энерговыделением, то при достаточно большой концентрации взаимодействующих ядер в принципе становится возможной цепная термоядерная реакция, при которой тепловое движение реагирующих ядер поддерживается за счет энергии реакции, а реакция за счет теплового движения. [c.484]

К тушению второго рода были отнесены все те процессы, в которых уменьшение выхода люминесценции вызывается воздействием на возбужденные молекулы исследуемого вещества. В этом случае происходит безызлучательная дезактивация возбужденных молекул, которая развивается либо вследствие передачи энергии от возбужденных молекул к невозбужденным, либо благодаря переходу энергии возбуждения в энергию колебания ядер, либо из-за развития химических реакций с участием возбужденных молекул. [c.179]

Для вычисления Q обычно пользуются не массами ядер, а дефектами масс. Дефектом массы называют величину ЛМ=Л1—А, где Af — реальная масса частицы (атома) А — так называемое массовое число, суммарное число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Если М выражать в атомных единицах массы (а.е.м.) и числу А приписать ту же единицу, то и ДЛ1 получится в а.е.м. Одна а.е.м. равна 1/12 массы нуклида С и составляет 1,6605655-10 кг. Для вычисления энергии реакции ДЛ1 удобнее выражать в кило-электрон-вольтах а.е.м. = 931501,59 кэВ. [c.1069]

Таким образом, порог всегда больше энергии реакции. В ядер-ных реакциях в узком смысле слова масса налетающей частицы обычно значительно меньше массы ядра-мишени. В этом случае порог практически совпадает с 1 Q [c.120]

Легко подсчитать, что в процессах деления и синтеза высвобождается всего лишь 0,1—0,3% энергии покоя участвующих в реакции ядер. Возникает естественный вопрос, существуют ли возможности более полного высвобождения энергии покоя Мс . Для такого высвобождения нуклоны должны превращаться в более легкие частицы — пионы, лептоны, фотоны. Но разрушение нуклонов строго запрещено законом сохранения барионного заряда (см. гл. Vis, 2). [c.564]

Известны ядерные реакции при малых (порядка 1 эВ), средних (до 1 —10 МэВ) и высоких (10-—10 МэВ) энергиях. Реакции деления ядер обычно являются экзотермическими с количеством выделившейся энергии Q 10 эВ в каждом акте реакции. В каждом акте реакции деления тяжелых ядер из сильно возбужденных ядер испускаются от двух до трех мгновенных нейтронов, которые, взаимодействуя с соседними ядрами, вызывают в них реакцию деления. Особенностью такой цепной ядерной реакции является непрерывное восстановление активных центров. Скорость цепной реакции деления V равна числу актов деления ядер в веществе за единицу времени [c.112]

Ядерная энергия высвобождается главным образом в виде энергии движения ядер и нейтронов, т. е. в виде тепла. Установки, в которых осуществляется стационарная цепная реакция расщепления, называются ядерными реакторами. Первый такой реактор (рис. 32) был построен Ферми. Историческая дата его пуска — 2 декабря 1942 г. Кроме реакторов, цепная ядерная реакция, правда, уже неуправляемая, носящая взрывной характер, осуществляется в атомных бомбах (рис. 33). [c.73]

Величина / не имеет прямого физического смысла и лишь косвенно характеризует энергию связи ядер, однако ее использование упрощает подсчеты энергетического эффекта ядерных реакций (подробнее см. [4]). [c.40]

Перестройка ядер в процессе реакции сопровождается изменением их внутренней энергии и, следовательно, массы покоя ядер. Разность энергий покоя называется энергией реакции и обозначается Q [c.173]

Однако можно предложить ряд других реакций, без бета-распада, приводящих к выделению части ядерной энергии легких элементов. Во всех случаях для использования ядерной энергии легких элементов необходимо проведение ядерной реакции одноименно заряженных ядер. Реакция одноименно заряженных ядер всегда требует определенной минимальной энергии соударяющихся ядер при меньшей энергии соударения вероятность реакции резко падает. [c.56]

Ядерные реакции классифицируют в зависимости от характера частиц, вызывающих эти реакции, на ядерные реакции под действием нейтронов, заряженных частиц (протонов, а-частиц, дейтонов) и под электромагнитным действием 7-квантов. Кроме того, делают отличия по типу участвующих в ядерных реакциях ядер ядерные реакции идут на легких ядрах А < 50), средних (50 < А < 100) и тяжелых А > 100) при малых (меньше 1 кэВ), средних (от 1 кэВ до 1 МэВ), больших (от 1 до 100 МэВ) и высоких (свыше 100 МэВ) энергиях вызывающих их частиц. [c.506]

В ходе реакции происходит изменение внутренней энергии ядер, а тем самым и массы покоя ядер. Величина Q, равная разности энергий покоя, называется энергией реакции [c.507]

Все реакции синтеза связаны с необходимостью сближения реагирующих ядер на расстояние порядка радиуса действия ядерных сил, что невозможно без преодоления электростатич. кулоновского барьера взаимного отталкивания ядер. Обычно этот барьер ничем не искажается, так что реакции синтеза могут идти лишь при достаточно большой относительной энергии сталкивающихся ядер, к-рая сообщается им либо в некотором ускорителе (реакция синтеза на мишени), либо в результате сильного разогрева в недрах звезд, в атомном взрыве или в мощном газовом разряде (Т. р. синтеза). [c.176]

Характерный пример термоядерной реакции синтеза с вьщелением значительной энергии — слияние ядер дейтерия ( О) и трития ( Т) с образованием ядра гелия ( Не) и освобождением нейтрона (п) [c.89]

Однако для получения большого и постоянного выхода энергии при ядерных реакциях необходимо искусственно возбуждать ядра увеличивая их энергию настолько, чтобы они становились неустойчивыми и распадались с образованием новых ядер. Эта энергия возбуждения ядер аналогична энергии активации химических реакций. [c.169]

Ядра атомов урана обладают способностью самопроизвольно делиться. Осколки деления разлетаются с огромной скоростью (2- Ю" км/с). За счет преобразования кинетической энергии этих частиц в тепловую в твэлах выделяется большое количество теплоты. Преодолеть металлический кожух твэла способны только нейтроны. Попадая в соседние твэлы, они вызывают деление ядер в них и создают цепную ядерную реакцию. [c.190]

Первая в мире атомная электростанция, построенная в СССР, превращает атомную энергию, выделяющуюся при реакциях цепного деления ядер урана, н тепловую, а затем в электрическую энергию. Тепловая мощность реактора атомной электростанции равна 30 000 кВт, а электрическая мощность электростанции составляет при этом 5000 кВт. [c.59]

По значениям энергии различают ядерные реакции при малых, средних и высоких энергиях. Реакции при малых энергиях, примерно в несколько электрон-вольт, происходят в основном с участием нейтронов. Реакции при средних энергиях (до нескольких мегаэлектрон-вольт) вызываются нейтронами, а также заряженными частицами и -у-фотонами. При высоких энергиях (сотни и тысячи мегаэлектрон-вольт) реакции приводят к разложению ядер на составляющие их нуклоны и к рождению элементарных частиц. [c.263]

Здесь рассмотрено самое легкое ядро — дейтон. Для более тяжелых ядер (Го)мин будет еще меньше. Таким образом, можно считать, что порог эндоэнергетических фотоядерных реакций практически совпадает с модулем энергии реакции [c.266]

Кроме перечисленных четырех методов (которые будут подробнее рассмотрены ниже) в ядерной физике применяются и другие методы нейтронной спектроскопии. В одном из них для получения мо ноэнергетических нейтронов используются некоторые ядерные реакции и фотонейтронные источники (см. 32), в другом энергия нейтронов определяется по энергии образующихся ядер отдачи (см. 43, п. 1 и 44, п. 3). Заметим, что последний способ не требует никакой (ни пространственной, ни временной) мо нохроматизации пучка нейтронов. [c.330]

Реакции типа (р, а). Эти реакции обычно бывают экзоэнер-гетическими. Действительно, в соответствии со схемой ядерной реакции, изображенной на рис. 92, энергия реакции равна Q = = г а — еь, где e —энергия связи падающей, а еь —энергия связи вылетающей частицы относительно промежуточного ядра. Применительно к рассматриваемой реакции типа р, а) Q = = е.р — Еа. Но гр onst для всех ядер периодической системы и равно Ер 8 Мэе. Что касается энергии связи а-частицы то, как следует из табл. 31 ( 53), она меняется от максимального значения Ба = 8 Мэе при 2 = 8доеа = 0 при Z = 60 и становится отрицательной (ея < 0) при Z > 60 (для а-радиоактивных ядер). Отсюда следует, что [c.445]

Любой способ получения энергии в конечном счете состоит в превращении первичной, т. е. располагаемой энергии, будь то внутренняя энергия органического топлива, или энергия расщепления ядер, или энергия ядер-ных реакций синтеза, или энергия полей, например, энергия электромагнитного поля, в ту форму энергии, которая необходима для данной конкретной цели. Наиболее распространенным, видом энергии является электрическая, представляющая собой универсальную форму энергии. К источнику энергии, т. е. к техническому устройству, служащему для преобразования энергии, предъявляется прежде всего требование возможно большей плотности потока преобразуемой энергии. [c.3]

Зная величину энергии связи ядер, являющихся начальным и конечным продуктами реакции деления, можно подсчитать примерное количество выделяемой энергии в этом процессе. Ранее мы проделали расчет выделяемой энергии при делении ядра дейтерия. Он является наиболее простым примером подобных расчетов, поскольку протон и нейтрон, будучи самостоятельными частицами, не имеют собственной энергии связи. Для оценки энергии, выделяемой при делении большого ядра на два меньших, можно использовать зависимость В от А (см. рис. 7). Предположим, что ядро с Л = 236 (например, уран-236) делится на два одинаковых ядра с А = 118. Из рис. 7 получаем, что В равно примерно 7,5 МэВ при А — 236 и около 8,3 МэВ при Л = 118. Следовательно, общая энергия свяэв ядра урана-236 составляет 7,5 X 236 = 1770 МэВ, а полная энергия связи каждого из ядер-осколков составляет 8,3 X X 118 = 979,4 МэВ. Разница между суммарной энергией связи ядер-осколков и энергией связи ядра урана-236, приблизительно равная 189 МэВ, и есть искомая энергия, выделяющаяся при делениг данного ядра (она примерно в 100 раз больше энергии, выделяющейся при радиоактивном распаде ядра). Таким образом, деление ядра является источником огромной энергии. Например, в результате деления всех ядер в одном грамме урана, где содержится 2,6-10 атомов, выделится 2,3-10 кВт-ч энергии, или около одного мегаватт X дня. Этого количества энергии достаточно для того, чтобы миллион ламп мощностью в один киловатт горели в течение целого дня. [c.42]

Реакции D — D (первые две из четырех рассматриваемых) возможны в дейтерии примерно с одинаковыми (и значительно меньшими, чем две другие реакции) вероятностями. Существенно меньше и кинетические энергии образующихся ядер ( 4 МэВ в каждой из них). В реальных условиях в дейтерии будут идти также реакции D — Т и D — Не, поскольку Т и Не образуются в D — D-реакциях. Поэтому усредненное значение энергии реакции будет значительно больше 4 МэВ. Однако несомненное достоинство D — D-реакций в том, что для их реализации необходим только дейтерий — термоядерное топливо, запасы которого в природе практически неограннчены. На это указывают обычно в первую очередь при рассмотрении перспектив и достоинств термоядерной энергетики. Другое достоинство также очевидно — ни в одной из реакций синтеза не образуются долгоживущие радиоактивные нуклиды. Правда, в двух из них присутствует тритий. Эта особенность является наиболее потенциально опасной для окружающей среды в связи со значительным эффектом биологического воздействия радиоактивного трития. [c.152]

Практическое использование энергии реакции синтеза ядер возможно только при осуществлении управляемой самоподдер-живающейся цепной реакции синтеза. Для этого надо решить по крайней мере две задачи — создать условия, необходимые для начала (первая задача) и самоподдержання (вторая задача) цепной реакции синтеза, называемой также термоядерной реакцией или горением термоядерного топлива. [c.153]

По механизму преодоления кулоновского барьера реакции ЯС можно разделить на два осн. класса А—реакции при неискажённом барьере, требующие для своего протекания достаточно большой относит, энергии сталкивающихся ядер, к-рая сообщается им в результа1е ускорения или сильного разогрева Б—реакции т. н. холодного синтеза, к-рые становятся возможными в результате сильного искажения самого барьера—прежде всего его сужения благодаря срезанию внешней, наиб, широкой части. [c.104]

В зависимости от величины прицельного параметра Ь (расстояния, на к-ром частица прошла бы мимо центра ядра-мишени, если бы взаимодействие отсутствовало) осуществляются Я. р. разного типа. При больших значениях прицельного параметра сталкивающиеся ядра А,, А 2 оказываются вне области действия ядерных сил—взаимодействие чисто кулоновское либо упругое рассеяние, либо кулоновское возбуждение ядра. При касательных столкновениях ядер А,, А2 Ь Ь ) идут только прямые реакции (рис. а). При ещё меньших значениях Ь b b b ) наблюдаются глубоко неупругие столкновения (рис. б). Для них характерны большая величина потерь кинетич. энергии, к-рая переходит во внутр. энергию возбуждения ядер, большие ширины массовых и зарядовых распределений. Кинетич. энергия ядер в выходном канале приближённо равна их энергии кулоновского отталкивания, Максимумы проинтегрированных по энергии и углу зарядовых распределений продуктов реакции располагаются около значений зарядов сталкивающихся ядер. Различным парциальным волнам, к-рые дают вклад в глубоко неупругие столкновения, отвечают разные времена взаимодействия и вследствие этого разные [c.669]

ЧТО трансурановые элементы обнаруживают большее сходство с актинием, чем со своими гомологами по периодической системе. По этой причине нет оснований обкидать значительного различия в химических li металлургических свойствах америция, кюрия и других тяжелых элементов с атомным номером до 100, которые могут быть получены в будущем. Экспериментальные данные показывают, что элементы с атомным номером ниже 88 не могут создавать цепную реакцию. Только ограниченное Ч11СЛ0 тяжелых изотопов, изготовленных человеком, имеют достаточно большой полу-период распада, чтобы быть пригодными в качестве ядерного горючего. Большинство из них обладает ос-активностью. Эффективные сечения делений для всех таких изотопов не были опубликованы. Необходимо отметить, что должны быть найдены другие долгоживущие изотопы, примыкающие к основным стабильным изотопам. Можно ожидать, что один или несколько из этих изотопов могут служить в качестве ядерного горючего. С другой стороны, из кривой энергии связи ядер (см. фиг. 2 в первом томе) видно, что в случае легких ядер на одну частицу приходятся большие количества энергии. Так, например, при синтезе Не из протонов и нейтронов получается в семь раз больше энергии на частицу, чем при распаде. [c.325]

Я. ]1. характеризуют тепловым эффектом — разностью масс покоя вступающих в Н. р. и образугощихся в резу.чьтате реакции ядер, выраженную в энергетич. единицах. Если тепловой эффект положителен, то Я. р. идет с выде.лепнем энергии. Если тепловой эф- [c.555]

Элементарные фотохимич. процессы в газах. Фотохимич. закон эквивалентности дает определенный критерий наличия или отсутствия вторичных процессов, следующих за первичным. Зная квантовый выход и кинетику реакции, можно сделать заключение об ее механизме, но природа самого первичного процесса м. б. раскрыта лишь путем изучения спектра абсорбции реагирующего вещества. Проблема состоит в следующем. Если молекула поглощает квант света, то каков непосредственный результат этого поглощения происходит ли непосредственно вслед аа ним спонтанный распад молекул на более простые части или же возбужденная молекула должна испытать еще последующее соударение, для того чтобы произошел распад Ответ на этот вопрос сделался возможным благодаря успехам в изучении т.н.полосатых, или молекулярных, спектров (см.). Рассмотрим простейший случай двухатомной молекулы. Согласно условию частот Бора испускание и поглощение света происходит только при переходах между двумя стационарными энергетич. состояниями, причем Пр =Ет—Е ,тяеЕ , и Е —энергии соответственных состояний. Первая задача сводится к отысканию возможных энергетич. состояний молекулы. Энергия молекулы Е, вообще говоря, м. б. представлена как сумма трех слагаемых электронной энергии Е , энергии колебаний ядер, образующих молекулу Е , и энергии вращения молекулы как целого Е/. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...