ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ ИЗУЧЕНИЕ Подготовила учитель физики Карпова.Л.Б школа3 г.Запорожье

Ядерные реакции искусственные превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействием с частицами или друг с другом. Законы сохранения Для ядерных реакций справедливы общие законы сохранения электрического заряда, числа нуклонов, энергии, импульса.

α - распад зарядовое число массовое число (число нуклонов) Закон сохранения зарядового числа: 88 = Закон сохранения числа нуклонов (массового числа): 226 = Иллюстрация законов сохранения Ra Rh He

Закон сохранения энергии Первая проверка уравнения Эйнштейна, была проведена, когда Резерфорд произвел обстрел ядрами водорода легкого металла лития. Первая проверка уравнения Эйнштейна E = mc 2, была проведена, когда Резерфорд произвел обстрел ядрами водорода легкого металла лития. 1 1 Н Li H + E k Ядро водорода Кинетическая энергия Ядро лития По фотографиям, полученным в камере Вильсона, были измерены скорости альфа-частиц (ядер гелия) и вычислена их кинетическая энергия. Эта энергия оказалась эквивалентной потерянной массе в соответствии с формулой Эйнштейна. Тем самым было доказано, что масса частиц может уменьшаться, а вместо пропавшей части массы появляется энергия в эквивалентом количестве, как и предсказал Эйнштейн

Классификация ядерных реакций Радиоактивный распад Ядерные реакции на нейтронах Ядерные реакции под действием заряженных частиц Ядерные реакции под действием заряженных частиц Ядерные реакции деления

В 1899 году Э. Резерфорд в результате экспериментов обнаружил, что радиоактивное излучение неоднородно и под действием сильного магнитного поля распадается на две составляющие, - и - лучи. Третью составляющую, -лучи, обнаружил французский физик П. Вилард в 1900 году.

-лучи - это потоки -частиц, представляющих собой ядра атомов гелия. Они заряжены положительно. От других видов радиоактивного излучения -лучи отличаются малой проникающей способностью, то есть интенсивностью их поглощения различными веществами. -лучи не могут пробить лист бумаги, толщиной 0,1 мм.

-лучи представляют собой потоки электронов, скорости которых близки к значению скорости света. Проникающая способность -лучей выше, чем - излучения. Защитой от -лучей может являться алюминиевая пластина толщиной в несколько миллиметров.

-лучи обладают очень высокой проникающей способностью. Чем больше атомный номер поглощающего вещества, тем лучше вещество поглощает - лучи. Проникающая способность - лучей настолько велика, что слой свинца толщиной 1 см уменьшает интенсивность этого излучения всего в два раза.

-излучение связано с переходом ядра из возбужденного состояния с высоким уровнем энергии на более низкий уровень. -излучение может сопровождать и -распады. -излучение не вызывает изменения заряда, а масса ядра изменяется на очень малую величину.

α(альфа) – распад Превращения атомных ядер, сопровождаемые испусканием α-частиц (ядро гелия 4 2 Не) называется α – распадом. А – массовое число, Z – зарядовое число АZXАZX А-4 Z-2 Y 4 2 α + + γ Символ «материнского» ядра Символ «дочернего» ядра Ядро гелия 4 2 Не Электро- магнитное излучение возбужденногостационарное γ – излучение испускается ядром А-4 Z-2 Y при переходе из возбужденного состояния в стационарное

β(бета) – распад Превращения атомных ядер, сопровождаемые испусканием потока электронов называется β – распадом. А – массовое число, Z – зарядовое число АZXАZX А Z+1 Y 0 -1 e + + γ теоретически исключает возможность Протон-нейтронное строение ядра теоретически исключает возможность вылета из ядра электронов, т.к. их в ядре нет. Э. Ферми разработал теорию β – распада. Символ «материнского» ядра Символ «дочернего» ядра Электрон Электро- магнитное излучение

взаимные превращения нуклонов электроныантинейтрино В ядре возможно взаимные превращения нуклонов. В результате появляются электроны 0 -1 е и антинейтрино ν. Антинейтрино не имеет массы покоя и электрического заряда. особым Такой процесс обусловлен особым типом взаимодействия – слабым взаимодействием: ~ 10n10n 11p11p 0 -1 e + + ν ~ выделением энергии По закону сохранения энергии это превращение сопровождается выделением энергии, т.к. масса нейтрона больше массы протона. Е = Δmc 2

0n0n 1 27 Al Al Al 13 4 α4 α 24 Na1 2 Капельная модель ядерных реакций I. Нейтрон влетает в ядро II. Ядро «разогревается» III. Энергия сосредотачивается на группе частиц IV. Вылетает α – частица Ядро «охлаждается» 1 0 n Al Al Na Не Великий итальянский физик Энрико Ферми первым начал изучать реакции, вызываемые нейтронами. Он обнаружил, что медлен- ные нейтроны оказываются в большинстве случаев гораздо более эффективными, чем быстрые. Вероятность столкновения медлен- ных нейтронов с ядрами выше. Ядерная реакция на нейтронах

Ядерная реакция под действием заряженных частиц В ядро может попасть заряженная частица кинетическая энергия которой достаточна для преодоления кулоновского отталкивания от ядра. Эта энергия сообщается протонам, ядрам дейтериям 2 1 Н, альфа-частицам 4 2 Не ускорителем элементарных частиц. Первая искусственная ядерная реакция осуществлена Резерфордом в 1919 году. 14 N14 N 7 18 F18 F 9 17 O 8 2 He 4 1 p1 p 1 I. Бомбардиру- ющая частица II. Исходное ядро III. Возбужденное промежуточное ядро IV. Новое ядро 14 7 N He 18 9 F 17 8 O p

γ - излучение Капельная модель ядерных реакций (Гамов Г.А., Френкель Я.И., Бор Н.) 1 0 n U U = Cs Rb n 235 U 92 0n0n U Cs 55 n n 97 Rb 37 Поглотив нейтрон, ядро возбуждается, деформируется, приобретает вытянутую форму Ядро разрывается Ядро напоминает заряженную капельку жидкости

При ядерных реакциях обязательно выполняются различные законы сохранения: электрического заряда, числа нуклонов, превращения энергии, сохранения импульса, сохранения массы. Искусственные радиоактивные изотопы различных хим. элементов широко применяются во многих отраслях хозяйства.

Список использованной литературы: Физика 11 класс С.У.Гончаренко Интернет сайт 5ballov.ru Дидактические материалы к урокам физики 11 класс.