Ściąga

Deficyt masy jądra atomowego (defekt, niedobór) jest różnicą między sumą mas składników jądra i masą jądra ∆mj=Z*mp+(A-Z)*mn-mj Energia wiązania jednego jądra atomowego jest równa energii spoczynkowej deficytu masy, jest to także energia jaka uwalnia się podczas tworzenia jądra ze składników oddalonych, jest ona także równa energii jaką trzeba dostarczyć jądru, aby rozbić je na składniki oddalone Ew=∆mj*c2 , Ew= [Z*mp+(A-Z)*mn-mj]*c2 , c= 3*108 m/s Średnia energia wiązania jest ilorazem energii wiązania i liczby masowej Eśw=Ew/A Reakcje jądrowe przebiegają zgodnie z zasadami zachowania: liczby masowej, liczby atomowej, ładunku elektrycznego, energii i masy, pędu, liczby leptonowej, liczby barionowej Typy reakcji jądrowych a) reakcje rozpadu: -α : □(A/Z) X -> □((A-4)/(Z-2)) Y + □(4/2) He ; -β- : □(A/Z) X -> □(A/(Z+1)) Y + □(0/(-1)) e + ve ; -β+ : □(A/Z) X -> □(A/(Z-1)) Y + □(0/(+1)) e + ve ; µ : □(A/Z) X -> □(A/Z) X + µ b) sztuczne przemiany jądrowe polegają na doprowadzaniu do zderzeń „pocisków” i „tarcz” : □(17/4) N + □(4/2) He -> □(17/8) N + □(1/1) H ; □(9/4) Be + □(4/2) He -> □(12/6) C + □(1/0) n c) reakcja rozszczepienia ciężkich pierwiastków zachodzi po przyłączeniu np. jądra uranu (izotop 245) powolnego (niskoenergetycznego) neutronu. Jądro przestaje po tym być sferyczne, ulega deformacji i w wyniku elektrostatycznego odpychania skrajnych fragmentów rozszczepia się na 2 fragmenty. Fragmenty SA nuklidami o liczbach masowych ~ 140 i ~ 90, emitowane są też 2 lub 3 neutrony natychmiastowe (wysokoenergetyczne). Uwalnia się tez energia o wartości około 200 MeV w formie energii kinetycznych produktów rozszczepienia □(1/n) +□(235/92)U -> □(94/36) Kr + □(139/56) Ba + 3□(1/0) + 2 µ + energia; energia odzyskiwana podczas rozszczepienia jest kosztem energii spoczynkowej deficytu masy reakcji E= ∆Mr * c2 ; d) reakcja syntezy (fuzji) jądrowej polega na łączeniu dwóch lekkich nuklidów w cięższy. Tej reakcji towarzyszy deficyt masy i zwalnia się energia w formie energii kinetycznych produktów syntezy. Doprowadzenie do syntezy polega na zbliżeniu nuklidów na odległości mniejsze niż 10-14m, tak aby siły jądrowe zdołały wzajemnie wychwycić nukleony Ek= □((m*v2)/2) = Ep= □((k*e2)/rj) ; kreacja pary cząstka-antycząstka zachodzi w wyniku przejścia kwantu promieniowania gamma w pobliżu jądra ciężkiego pierwiastka. Znika foton, powstają cząstka materialna i antymaterialna anihilacja pary cząstka-antycząstka zachodzi w wyniku ich bezpośredniego spotkania, obiekty te znikają, a pojawiają się 2 kwanty promieniowania gamma Reaktor jądrowy urządzenie, w którym w sposób kontrolowany wykorzystuje się energię wyzwalaną w reakcjach rozszczepienia ciężkich nuklidów. Jego zasadniczą częścią jest rdzeń zawierający: pręty paliwowe, zawierające izotop uranu 235, pręty regulacyjne, zawierające bar lub inny pierwiastek, który ma zdolność wychwytywania nadmiaru neutronów, tak aby reaktor pracował w sposób kontrolowany i do kolejnego rozszczepienia był wykorzystywany tylko jeden z neutronów powstających przy poprzednim rozszczepieniu ( reakcja samopodtrzymująca się), moderator, spowalniacz szybkich neutronów, jego rolę może pełnić ciężka woda (cząsteczka wody zawiera deuter zamiast atomowego wodoru) lub grafit; jego zadaniem jest odebranie nadmiaru energii od natychmiastowych neutronów. Energie neutronów biorących udział w rozszczepieniach powinny być rzędu energii termicznych, tak aby neutron przebywał w pobliżu jądra uranu wystarczająco długo, aby siły jądrowe zdołały do wychwycić, chłodziwo, którego rolę może pełnić woda opływająca elementy rdzenia reaktora i odbierająca energię wyzwalaną w prętach paliwowych.