Ядерные реакции

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по физике

для студентов всех направлений и специальностей

всех форм обучения

Воронеж 2015

Составители: канд. физ.-мат. наук Н.В. Агапитова, д-р физ.-мат. наук А.В. Бугаков

УДК 537

Ядерные реакции: методические указания по физике для студентов всех направлений и специальностей всех форм обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Н.В. Агапитова, А.В. Бугаков. Воронеж, 2015. 25 с.

Методические указания содержат основные теоретические сведения по теме «Ядерные реакции», используемые при решении задач. В работе показаны примеры решения типовых задач с подробными пояснениями и расчетами. Предлагается набор задач для самостоятельного решения, подобранный в соответствии с приведенными примерами.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле Ядерные реакции_мет.doc.

Библиогр.: 9 назв.

Рецензент д-р физ.-мат. наук, проф. Е.В. Шведов

Ответственный за выпуск зав. кафедрой канд. физ.-мат. наук, проф. Т.Л. Тураева

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

технический университет, 2015

Предисловие

Как показывает опыт преподавания, студенты более охотно пользуются методическими разработками по различным темам курса, нежели «большой» учебной литературой. Более сжатое, лаконичное изложение отдельных вопросов предмета оказывается для студента предпочтительнее.

Предлагаемые методические указания представляют собой методическую разработку практического занятия по физике на тему «Ядерные реакции», изучаемую студентами в разделе «Физика атомного ядра и элементарных частиц».

В работе даны общие сведения о ядерных реакциях и рассмотрены два основных типа реакций – синтез легких ядер и деление тяжелых – имеющих большое значение для ядерной энергетики.

Методические указания содержат основные теоретические сведения по заявленной тематике, используемые при решении задач. В работе показаны примеры решения типовых задач с подробными пояснениями и расчетами. Для закрепления полученных навыков предлагается набор задач для самостоятельного решения, подобранный в соответствии с приведенными примерами.

Предлагаемые методические указания позволят студенту в процессе индивидуальной работы справиться с решением необходимого минимума задач, предусмотренного рабочей программой по физике.

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей и всех форм обучения. Надеемся, что они помогут студентам в самостоятельной работе по изучению общего курса физики.

1. Ядерные реакции

1.1. Общие сведения о ядерных реакциях

Ядерной реакцией называется процесс сильного взаимодействия атомного ядра с элементарной частицей или другим ядром, приводящий к преобразованию ядра(или ядер). Взаимодействие реагирующих частиц возникает при сближении их до расстояний порядка 10^-15м благодаря действию ядерных сил.

В отличии от естественной радиоактивности - явления самопроизвольного превращения атомных ядер неустойчивых изотопов одного элемента в изотопы другого элемента, ядерные реакции – это искусственное превращение атомных ядер.

Символическая запись ядерной реакции может быть дана как в развёрнутом виде, так и в сокращённом:

или ,

где и исходное и конечное ядра с зарядовыми числами и и массовыми числами и , a и b - бомбардирующая и испускаемая (или испускаемые) в ядерной реакции частицы. В сокращенном виде можно не указывать зарядовые числа, так как есть химические символы элементов.

Для обозначения частиц приняты следующие символы: p -протон; n - нейтрон; d – дейтон - ядро тяжёлого изотопа водорода - дейтерия, содержит один протон и один нейтрон; t –тритон - ядро сверхтяжёлого изотопа водорода - трития, состоит из двух нейтронов и одного протона, тритон нестабилен, распадается по схеме с периодом полураспада 12,4 года; α – α-частица – ядро атома ;  - -фотон.