2. ядролық физика негіздері
жүктеу/скачать 1,3 Mb.
|
ядерка часть2новый2018
| Шешімі: Ядролық реакцияның энергиясы мына формула бойынша анықталады:
, (1) мұндағы, m1 және m2 – реакцияға түсетін бөлшектердің массалары; – реакция нәтижесінде пайда болған бөлшектер массаларының қосындысы. Егер бөлшектердің массаларын м.а.б.-інде, ал реакция энергиясын МэВ-те өрнектесе, онда (1) формула (2) түріне келеді. Ядролық реакцияның энергиясын есептегенде ядролардың массалары орнына атомдардың массаларын қолдануға болады. Анықтамалық деректер бойынша: mHe = 4,00260 м.а.б., mH = 1,00783 м.а.б., mLi = 7,01601 м.а.б.(3) Реакцияның масса ақауы: 
Реакцияның масса ақауы мәнін (2)-ге қойып, ядролық реакцияның энергетикалық эффектін табамыз: 
Энергетикалық эффект теріс таңбалы, реакция эндотермиялық, Q<0 болғандықтан, реакция нәтижесінде энергия жұтылатын болады. 6. . Ядролық реакцияның энергиясын анықтаңыз: Берілгені: 
Табу керек: Е. Шешімі: Ядролық реакцияның энергиясын (1) формуласымен анықтауға болады: Δm массалық ақауы, ол реакцияға түсетін және реакция нәтижесіндегі ядролардың массаларының айырымы болып табылады. Массалық ақау: (2) 1 м.а.б. = 1.66·10-27кг. (2) теңдеуде алынған нәтижені (1) теңдеуге қою арқылы ядролық реакцияның энергиясын анықтаймыз: Е=0,016281,6610-2791016=2,410-12 Дж=15,2 МэВ Энергетикалық эффект оң таңбалы, реакция экзотермиялық. 7. Бір протон мен екі нейтронды бір ядроға біріктірген кезде қандай энергия бөлінеді? Шешімі: синтез реакциясының нәтижесінде тритий ядросы түзіледі. Ядролық реакцияның энергетикалық эффекті: . (1) Массалық ақауы:, мұндағы, mp =1,00728 м.а.б. протон массасы, mn=1,00867 м.а.б. нейтрон массасы, тритий массасы. Сонда реакцияның энергетикалық эффекті: оң таңбалы, энергия шығарылады. 8. Дейтронның бериллий ядросымен соқтығысуы нәтижесінде жаңа ядро және нейтрон пайда болады. Пайда болған ядроның реттік нөмірін және массалық санын анықтаңыз, ядролық реакцияны жазып және оның энергетикалық эффектін анықтаңыз. Шешімі: Ядролық реакцияберілген. Электр зарядының және массалық сандардың сақталу заңдарынан Z = 5, A = 10 болатындығы, яғни ядролық реакция нәтижесінде пайда болған ядро – изотопының ядросы шығады. Сондықтан ядролық реакцияны 
түрінде жазуға болады. Ядролық реакцияның энергетикалық эффекті: 
мұндағы, бірінші дөңгелек жақша ішінде бастапқы ядролардың массалары, екінші жақша ішінде – реакция өнімдері ядроларының массалары көрсетілген. Есептеулер кезінде ядролардың массалары орнына бейтарап атомдар массалары алынады, өйткені зарядтық сандардың сақталу заңдарына сәйкес ядролық реакцияда бірдей нәтижелер алынады. (1) өрнектегі бейтарап атомдар массаларының мәндерін қойып, есептегенде болады, яғни Q > 0, энергетикалық эффект оң таңбалы; экзотермиялық, энергия шығарылады. 9. висмут және алюминий ядролары қималарының қатынасын анықтау керек. Шешімі: Ядроны радиусы r шар ретінде қарастырып, оның көлденең қимасының ауданын (ядроның қимасы) анықтауға болады: (1) Ядроның радиусы ядродағы нуклондар санына (массалық санына А) тәуелді болғандықтан, (1) формуланы (2) түрінде жазамыз. Висмут үшін қима , ал алюминий үшін. Оларды бір-біріне бөліп:  .
А1 = 206 және A2 = 27 мәндерін қойып, табамыз: 
10. литий изотопын (кг) дейтрондармен атқылаған кезде екі α–бөлшек кг пайда болады және ΔE = 22,3 МэВ энергия бөлінеді. Литий изотопының массасын анықтаңыз. Шешімі: Ядролық реакцияны жазайық: . (1) Ядро массаларының ақауы: (2) массаның ақауы мен энергияның байланысы , (3) сондықтан (2) және (3) өрнектерінен литий изотопының массасын табамыз: 
11.  алюминий изотопын α-бөлшектермен атқылағанда радиоактивті  фосфор изотопы алынады. Ол бұдан кейін позитрон шығарып ыдырайды. Екі реакцияның теңдеулерін жазыңыз. изотопының жартылай периоды Т1/2 =130 с болса оның меншікті активтігін анықтаңыз.
жүктеу/скачать 1,3 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|