Ядерные реакции и реагенты. Применение и биологическая роль

Ядерные реакции.
ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ - превращения атомных ядер при взаимодействии с др. ядрами, элементарными частицами или квантами.
Ядерные реакции осуществляют под действием налетающих, или бомбардирующих, частиц, которыми облучают более тяжелые ядра. Первая ядерная реакция была осуществлена Э. Резерфордом, в 1919 г.

Ядерные реакции.
Ядерные реакции сопровождаются энергетическими превращениями. Энергетический выход -
Q = (Mp + Mn – Mя )c2 = ΔMc2.
ΔM называется дефектом масс.

Деление тяжелых ядер.
Реакции деления – это процесс, при котором нестабильное ядро делится на два крупных фрагмента сравнимых масс.
В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана. Они установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы – радиоактивные изотопы бария,криптона.

Деление тяжелых ядер.
Уран встречается в природе в виде двух изотопов: (99,3 %) и (0,7 %). При бомбардировке нейтронами ядра обоих изотопов могут расщепляться на два осколка. При этом реакция деления наиболее интенсивно идет на медленных (тепловых) нейтронах, в то время как ядра вступают в реакцию деления только с быстрыми нейтронами с энергией порядка 1 МэВ.

Деление ядер урана.
Радиоактивное семейство урана-235. Для каждого изотопа приведен период полураспада

Цепные ядерные реакции.
При делении ядра урана-235, которое вызвано столкновением с нейтроном, освобождается 2 или 3 нейтрона. При благоприятных условиях эти нейтроны могут попасть в другие ядра урана и вызвать их деление. На этом этапе появятся уже от 4 до 9 нейтронов, способных вызвать новые распады ядер урана и т. д. Такой лавинообразный процесс называется цепной реакцией.

Схема развития
цепной
ядерной реакции.

Ядерный реактор.
Устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер, называется ядерным (или атомным) реактором.

Ядерный реактор.

Термоядерные реакции.
Термоядерные реакции - ядерные реакции между лёгкими атомными ядрами, протекающие при очень высоких температурах (выше107 К ).
Т. р. в природных условиях протекают лишь в недрах звёзд, а для их осуществления на Земле необходимо сильно разогреть вещество ядерным взрывом, мощным газовым разрядом, гигантским импульсом лазерного излучения или бомбардировкой интенсивным пучком частиц

Применение ядерных реакций.
Область применения ядерных реакций очень обширна. В настоящее время ядерные реакции применяются в следующих областях деятельности человечества:
Энергетика Военная сфера

Применение ядерных реакций.
Медицина - в современной ядерной медицине для научно-исследовательских, диагностических и терапевтических целей применяют свыше 50 циклотронных радионуклидов с периодом полураспада от нескольких минут до нескольких лет.
Синтез новых элементов - получение новых элементов, т.к. при расщеплении или слиянии ядер получаются другие элементы таблицы Менделеева.

Применение ядерных реакций.
Научные исследования – ядерные реакции довольно широко применяются в научных работах в определенных сферах.

Биологическое действие.

Биологическое действие радиоактивных излучений.
Радиоактивные излучения губительным образом действуют на живые клетки. Предельно допустимая за год доза для человека равна 0,05 Гр. Доза в 3 - 10 Гр, полученная за короткое время, смертельна.