2. ядролық физика негіздері
Есеп шығару үлгілері. Ядролық реакциялар
жүктеу/скачать 1,3 Mb.
|
ядерка часть2новый2018
| 2.3.2. Есеп шығару үлгілері. Ядролық реакциялар
1. реакциясының энергетикалық эффектін есептеңіз. Шешімі: Осы реакцияның толық теңдеуі:. Нысана қызметін атқаратын тритий ядролары дейтрондармен атқыланады. Нәтижесінде серпім ядролар пайда болады және нейтрондар түзіледі. Кестедегі деректер бойынша мына есептеулер жүргіземіз: атомының массасы mX=2,014102 м.а.б.; атомының массасы МX=3,016049 м.а.б.; mX + МX=3,016049 м.а.б.+2,014102 м.а.б.=6,030151м.а.б. нейтрон массасы mУ=1,008665 м.а.б.; атомының массасы МУ=4,002603 м.а.б.; жалпы масса mУ + МУ=1,008665 м.а.б.+ 4,002603 м.а.б.=5,011268 м.а.б. Сонымен, массаның ақауы: 
Осыдан қарастырылып отырған ядролық реакцияның энергетикалық эффекті 
яғни оң таңбалы. Q > 0 болғандықтан, реакция экзотермалық болады, осы реакцияда 17,6МэВ энергия бөлінеді. 2. реакция жүргенде қандай энергия бөлінеді? Шешімі: Ядролардың массалары сәйкесінше, - 2,02355м.а.б.; - 7,01436 м.а.б.; - 8,00311 м.а.б. Алдымен реакцияға дейінгі ядролардың массалық ақауын анықтау керек: Δm1 = (3·1,00728 + 4·1,00866 – 7,01436) м.а.б. + (1,00728 + 1,00866 – 2,01355) м.а.б. = 0,045589 м.а.б. Енді, ядролық реакциядан кейінгі ядролардың массалық ақауын анықтау керек: Δm2 = (4·1,00728 + 4·1,00866 – 8,00311) м.а.б. + 0 м.а.б. = =0,06065 м.а.б. Массалық ақау мынадай мәнге ұлғайғанын көреміз: Δm = Δm2 – Δm1 = 0,01476 м.а.б. Сонымен қатар байланыс энергиясы да өседі, бөлінген энергия: ΔЕ = 931.5 МэВ·0,01476 ≈ 14 МэВ. 3. реакция кезінде бөлінетін энергияны анықтау керек. Егер нысана ядро () тыныштықта тұрса, протонның кинетикалық энергиясы ТР= 5,45 МэВ, ал гелий ядросы протонның қозғалыс бағытына 900 бұрыш жасай ұшып кетсе, реакция өнімдерінің кинетикалық энергиясы қандай болады? Шешімі: Қажетті сандық мәндерді кітап соңындағы кестеден аламыз. Реакция энергиясы Энергияның сақталу заңы бойынша литий ядросы мен α – бөлшектің кинетикалық энергияларының қосындысы, протонның бастапқы энергиясы мен реакция кезінде бөлінетін энергияның қосындысына тең: TLi + Ta = Tp + ΔQ (1) Енді импульстің сақталу заңын қолданайық немесе. Осы теңдікті квадраттап, екенін ескеріп, (2) теңдеуін табамыз. Берілген жағдайдағы бөлшектің энергиясы оның тыныштық энергиясынан көп кіші болғандықтан, біз кинетикалық энергия мен импульс арасындағы релятивтік емес теңдеуді қолдана аламыз, сондықтан теңдік (3) түрінде болады. (1), (2) теңдеулер жүйесін шешіп кинетикалық энергиялар үшін өрнектерді аламыз: (4) (5) Сан мәндерін (4), (5)-ке қойып, реакция өнімдерінің кинетикалық энергиялары мәндерін табамыз: 
4. полоний изотопының ядросы радиоактивті ыдыраудан кейін, α–бөлшек шығарып, қорғасынға айналады. Реакцияны жазып, оның энергетикалық шығуын анықтаңыз. Шешімі: Реакция теңдеуі түрінде беріледі. Реакцияның энергетикалық шығуын E0 = [mPo- (mHe + mPb)]·931,5 МэВ (1) түрінде анықтауға болады. Мұндағы, массалардың мәндерін кітап соңындағы кестеден аламыз: mHe = 4,00260 м.а.б., mPo = 209,98287 м.а.б., mPb = 205,97445 м.а.б. Алдымен, массалардың мәндерін қойып, реакцияның m масса ақауын анықтап аламыз: 
Δm = mPo – (mHe + mPb) = 0,00582 м.а.б. (2) (1) теңдеуге (2) теңдеуден шыққан m мәнін қойып, реакцияның энергетикалық шығуын табамыз:  .
5. ядролық реакцияның энергиясын есептеңіз. Осы реакция кезінде энергия жұтыла ма, әлде шығарыла ма? жүктеу/скачать 1,3 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|