Г. Г. Сайдуллаева ядролық реакциялар



жүктеу/скачать 268,81 Kb.
бет5/15
Дата23.05.2022
өлшемі268,81 Kb.
#144726
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
Байланысты:
dokumen.pub 9786010402768

2-сурет 3-сурет

Реакцияның энергиясы Q – ұшып шығу бұрышы, бөлшектің энергиясы жəне массасы мына қатынаспен біріктірілген:





Q T

mb mB

T

mB ma




2

ma mb

T T cos

b

(1.1.17)



















b




a

mB




a b










mB

mB










Инерцияның орталықтандырылған жүйесіндегі b бөлшектің




Tb/ кинетикалық энергиясы үшін мына қатынас орындалады:









mB










mA













mB










Tb'
















Q




TB'

(1.1.18)




m

m







m
















m

A










m










b

B

a
















b







Бұрыштар л.с.жүйесінен и.с. жүйесіне өткен кезде келесі




түрге келеді:























































tg













ʹ




,

(1.1.19)




























ʹ




мұндағы



18







mambTb







1 / 2




























(1.1.20)







m T

Q m

m







k m










B

A a

a

A
















  • бөлшек үшін формула (1.1.16 – 1.1.20) қатынастарындағы b жəне В индекстердің орындарының ауысуымен алынады.



Есептер шығару үлгісі
а) мынадай реакция орындалуы үшін 16О(n, б )13C нейтрон зертхана-лық жүйеде қандай Тmin ең аз кинетикалық энергияға ие болуы керек?
Шығарылуы: Реакция жүру үшін ең аз энергия реакция шығымына тең. Реакция энергиясын есептеу керек:
Q = 8.071 - 4.737 - 2.424 - 3.125 = -2.215 МэВ.
Энергия шығымын есептеу үшін Т релятивистік емес жуықтауды

пайдаланамыз (1.22а):







б)




Тmin = Т таб= 2.215·(1+1/17)= 2.35 МэВ







,

реакциясы эндотермиялық па, əлде экзотермиялық




па? Ядроның

меншікті байланыс энергиялары (МэВ):

1.11;




7.08;




5.33.







Реакция энергиясының мəнін есептейміз:







Q = 2Ебай

(

4Не) – Ебай ( 6 Li) – Eбай ( 2H)=2А( 4Не) · ε( 4Не) - А(

6Li)·




·ε( α 6Li) - A( 2H)· ε(2H)= 2.4·7.08 - 6·5.33 - 2·1.11= -22.44 МэВ.







Реакция эндотермиялық болады.


Есептер:

  1. Келесі реакциялардың энергиясын жəне табалдырығын есептеңіз:

1. d(p,γ)3He;

5.32S(γ,p)31P

2. d(p,He)3n;

6. 32S(γ,n)31S

3.

7Li(p,n)7Be;

7. 32S(γ,α)28Si

4.

3He(α,γ)7Be;

8. 4He(α,p)7Li

2. 7 Li ядросы баяу

нейтронды қарпып алып, γ-квант шығарады. γ-

кванттың энергиясы E

неге тең?



3. 12C( n, )9 Be реакциясында нейтронның табалдырық энергиясында

пайда болатын 9 Be ядросының кинетикалық энергиясын зертханалық жүйеде анықтаңыз.





  1. Нысананы нағыз бормен сəулелендірген кезде жартылай ыдырау периодтары 20,4 минут жəне 0,024 секундтық болатын радиоактивті изотоптар пайда болады. Қандай изотоптар пайда болды? Қандай реакциялар мұндай изотоптың пайда болуына алып келеді?

  2. Кинетикалық энергиясы Та=5 Мэв протон 1 H ядросына ұшып келеді жəне онда серпімді шашырайды. Егер протонның шашырау бұры-

19

шы b 300 болса, TB энергиясын жəне 1 H ядроның B шашырау бұрышын табу керек.



  1. Нейтронды алу үшін t ( d , n )a реакциясы кеңінен қолданылады. Дейтронды қолданып, энергиясы Td=0,2 МэВ-ке тең мəнге дейін үдетілген нейтрондық генератордан 900 бұрышпен ұшып шығатын нейтронның Tn энергиясын анықтаңыз.

7. Нейтронды алу үшін z (p,n)7Be реакциясы қолданылады, протон энергиясы Тр=5мэв.

Тəжірибе үшін Тn=1,75МэВ энергиясы бар нейтрондар қажет. Протон шоғының бағытына қатысты нейтрондар қандай Өn бұрышқа ауытқып ұшып шығады? Егер коллиматорды қолданып нейтрондарды 1см өл-шемімен бөліп алсақ, нысанадан 10 см арақашықтықта орналасқан ней-


трондар ΔΤ энергиясы қандай мəндер қабылдайды?
8. Егер ұшып келе жатқан -бөлшектің орбиталдық моменті = 0
болса, 27AL( , )28Si реакциясынан пайда болатын тритийдің Lt орби-
талдық моментін анықтаңыз.

  1. Протон қозғалыс мөлшерінің салыстырмалы қандай орбиталдық моментінде мынадай ядролық реакция мүмкін болады:




  1. Ядроның серпімсіз шашырау нəтижесінде дейтрон пайда болуы мүмкін бе?




  1. Кулондық өрістегі 238 U ядросы Ө бұрышы 150о-тан 170о ара-

сында, энергиясы 3 МэВ бөлшектің шашырауы кезіндегі қимасын анық-таңыз.




12. 12С ядросы Е1 γ квантын жұтады. Қандай бірдей жиілікті ауысулар мүмкін болады?


Сұрақтар:

  1. Ядролық реакцияның химиялық реакциядан айырмашылығы.

  2. Ядролық реакцияның түрлері.

  3. Ядролық реакция негізінде электр заряды сақтала ма? Мысалдар.

  4. Ядролық реакция кезінде нуклон саны, изотоп спині сақтала ма?

  5. Ядролық реакция кезінде импульс сақтала ма?

  6. Ядролық реакция кезінде энергия сақталуы. Инварианттық айнымалылары.




  1. Ядролық реакция кезінде қолданылатын санақ жүйелері.

  2. Ядролық реакция кезінде қолданылатын зертханалық санақ жүйесі. Импульс пен энергияның қатынасы.

  3. Ядролық реакция кезінде қолданылатын массалар орталығының жүйесі. ЛЖ жəне МОЖ жүйелерінің импульстерінің қатынасын анықтаңыз.

  4. Бөлшек шоғырының соқтығу жүйесі. Оның қазіргі тəжірибеде қолда-нылуы жəне ерекшеліктері.

20


  1. ЯДРОЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАР ДИНАМИКАСЫ, ЯДРОЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАР МЕХАНИЗМІ



2.1 Ядролық реакциялар қимасы


Ядролық реакциялар қимасы – екі өзара əсерлесетін бөлшек жүйесінің белгілі бір соңғы күйге орын ауыстыру ықтимал-дығын сипаттайтын шама. Ядролық əсерлесу ықтималдығын шоқ жолында тұрған ядроның эффективті ауданы арқылы анықтаймыз. Шоқ өсіне перпендикуляр орналасқан нысананың

бірлік ауданына түскен бөлшектер санын N 0 деп алайық. Бұл


ауданда n ядро бар деп есептейік. Онда өзара əсерлесу саны келесі қатынаспен анықталады:





N N0 n ,

(2.1)

мұндағы – толық қима деп аталады . Қиманың шамасы ядро қимасының геометриялық ауданынан бірнеше есеге өзгеше болуы мүмкін. Егер нысананың қалыңдығы белгілі болса, бірлік аудандағы ядролар саны:





n

d N A

,

(2.2)













A







мұндағы – нысана затының тығыздығы, d

– нысана қалың-




дығы, N A –Авогадро саны, A – массалық сан.

Ə ртүрлі шығыс каналдары бар реакция қимасы (мысалы, (p,n), (p,d) жəне т.с.с.) парциалдық қима деп аталады. Көбінесе берілген реакцияда соңғы ядролардың əртүрлі күйлерінің қозуы-на əкелетін процестер қимасын ерекшелейді. Мұндай қималар-ды да парциалдық деп атайды. Реакцияның толық қимасы беріл-ген энергияда мүмкін болатын реакцияның барлық парциалдық қимасының қосындыларынан тұрады:


21


b ,

(2.3)

мұндағы b – парциалдық қима. Қиманың бірлігі ретінде 1 барн =


  • 10-24 см2 алынды.

Қойылған есепке жəне эксперимент шарттарына байланысты интегралдық, дифференциалдық, екінші ретті дифференциалдық қима жəне т.с.с. қималарды қолданады.




a + A→b + B реакциясының Екінші ретті дифферен-циалдық қимасы деп деп мына шаманы айтамыз:



d 2 ab ,

1




dNb




























,

(2.4)




d d b

nN0




d d b




мұндағы n – бірлік ауданға келетін нысана бөлшектерінің саны, N0 – нысанаға түскен a бөлшектерінің саны, dNb / d d b –


реакция өнімінің b бөлшектерінің саны, ол b b d b аралы-ғындағы энергияға ие.


a + A → b + B реакциясының дифференциалдық қимасы келесі өрнекпен анықталады:
d ab ,










d 2 ab b , ,

d b

(2.5)







d







d d b

























d ab ,







d 2 ab b , ,

d

(2.6)







d b







d d b




























Ядроның кулондық өрісіндегі серпімді шашыраудың диф-ференциалдық қимасы Резерфорд формуласы арқылы анық-талады:





d




Zze

2 2

1































,

(2.7)































d




4T


































sin4
















2














































мұндағы Z жəне z - e электрон зарядының бірлігіндегі ядроның жəне ұшып шыққан бөлшектің зарядтары.


22


ab

d 2 ab b , , d b d .

d d b
a + A → b + B реакциясының интегралдық қимасының шамасы:
(2.8)
a + A → b + B реакциясының интегралдық қимасымен b + B → a + A кері реакциясының интегралдық қимасы детальдік тепе-теңдік принципімен байланысқан:



















2 j 1 2 j

1 p





































2
















ab







b

B







b

,

(2.9)
















2 ja 1 2 jA

1

2










ba




pa







мұндағы

ja , jA , jb ,

jB

– инерциялық

орталықтандырылған




жүйесіндегі бөлшектердің спиндері, ал




жəне pb – импульсі.




pa




Реакцияға

-квант қатысқан кезде,

-квант спинінің 2 проек-




циясы бар болғандықтан, ол үшін көбейткіш 2j + 1 = 2 екенін ескеру қажет.





жүктеу/скачать 268,81 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15



©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет