Радиоактивность. Ядерные реакции

Радиоактивность – явление самопроизвольного превращения одних ядер в другие с испусканием различных частиц.

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским физиком А. Беккерелем
Через два года французские физики М. и П. Кюри обнаружили радиоактивность тория и открыли два новых радиоактивных элемента – полоний и радий.

В последующие годы исследованием природы радиоактивных излучений занимались многие физики, в том числе Э. Резерфорд и его ученики. Было выяснено, что радиоактивные ядра могут испускать частицы трех видов: положительно и отрицательно заряженные и нейтральные.
Эти три вида излучений были названы
α-, β- и γ-излучениями.

Схема опыта по обнаружению α-, β- и γ-излучений. К – свинцовый контейнер, П – радиоактивный препарат, Ф – фотопластинка, – магнитное поле.

Наименьшей проникающей способностью обладает α-излучение. В воздухе при нормальных условиях α-лучи проходят путь в несколько сантиметров.
β-лучи гораздо меньше поглощаются веществом. Они способны пройти через слой алюминия толщиной в несколько миллиметров.
Наибольшей проникающей способностью обладают γ-лучи, способные проходить через слой свинца толщиной 5–10 см.

α- распад.

β- распад.

Закон радиоактивного распада
N(t) = N0 · 2–t/T
Т – период полураспада, промежуток времени, за который распадается половина первоначального числа атомов.

Схема распада радиоактивной серии 92U238
Указаны периоды полураспада.

Ядерная реакция – это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ-квантов.

При ядерных реакциях выполняется несколько законов сохранения: импульса, энергии, момента импульса, заряда, массового числа.

Энергетический выход
ядерной реакции
Q = (MA + MB – MC – MD)c2 = ΔMc2.
MA и MB – массы исходных продуктов,
MC и MD – массы конечных продуктов реакции.

Деление тяжелых ядер.

Схема развития цепной реакции.

Реактор на быстрых нейтронах
Запишите уравнения реакций.

92U238 + 0n1 92U239
92U239 93Np239 + -1e0
93Np239 94Pu239 + -1e0

Термоядерные реакции

Осуществление управляемых термоядерных реакций даст человечеству новый экологически чистый и практически неисчерпаемый источник энергии.
На данном этапе развития науки и техники удалось осуществить только неуправляемую реакцию синтеза в водородной бомбе. Высокая температура, необходимая для ядерного синтеза, достигается здесь с помощью взрыва обычной урановой или плутониевой бомбы.
Термоядерные реакции играют чрезвычайно важную роль в эволюции Вселенной. Энергия излучения Солнца и звезд имеет термоядерное происхождение.

Водородная бомба

Проверяем!
в 13 г
б 14 д
б 15 г
б 16 127
б
а
в