25)))))) Радиактивность. Закон радиоктивного распада.

Радиоактивность – это явление самопроизвольного превращения неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием частиц, обладающих большой проникающей способностью.

В 1897 г. Резерфорд с группой учёных обнаружил,что по проникающей способности излучения можно разделить на три вида:   и -лучи:

-излучение – это испускание ядер атомов гелия. Реакции, сопровождаемые -излучением, называются -распадом.

-распад может быть записан следующим образом

_Z^AX_Z-2^A-4Y+₂⁴He

Особенности -распада:

1)наблюдается для тяжёлых ядер с А200;

2)энергия частиц лежит в пределах от 2 до 9 МэВ;

3)энергии и скорости испускаемых -частиц в пучке очень близки друг к другу.

Проникающая способность -частиц мала.(излуч. едва проходило сквозь лист бумаги)

-излучение – это испускание электронов. Реакции, сопровождаемые -излучением, называются -распадом.

-распад может быть записан следующим образом

_Z^AX_Z+1^AY+_-1⁰e

Особенности -распада:

1)наблюдается для тяжёлых и средних ядер;

2)скорости электронов сильно различаются по величине.

Проникающая способность -частиц гораздо больше, чем у -частиц(излуч. проникало сквозь алюминивую пластинку толщ. до 1мм)

-излучение – это фотоны очень большой энергии.

Испускание -излучения не приводит к превращениям элементов

(_Z^AX)*_Z^AY+

Особенности -излучения:

1)очень коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны =10^-10-10^-13 м;

2)энергия -кванта находится в пределах от десятков кэВ до нескольких МэВ.

-излучение обладает очень большой проникающей способностью.(изл. проходило сквозь слой свинца толщиной в несколько см)

Для каждого радиоактивного вещества существует характерный интервал времени, называемый периодом полураспада.

Период полураспада Т_1/2 – это промежуток времени, за который распадается половина первоначального количества радиоактивных ядер.

Закон радиоактивного распада.

N=N_o2^-t/T1/2

где Nо – количество радиоактивных ядер в начальный момент времени, N – количество нераспавшихся радиоактивных ядер через время t.

Эта формула выражает закон рад. распада: число радиоктивных ядер,расходующихся в единицу времени пропорциональна полному числу ядер оставшихся к данному моменту.

Открыт Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом, каждый из которых впоследствии был награжден Нобелевской премией.

26))))) Ядерные реакции. Ципные ядерные реакции. Ядерный реактор.

Ядерные реакции - процессы изменения атомных ядер, вызванные их взаимодействиями с элементарными частицами или друг с другом.

Суммарный электрический заряд и число нуклонов в ходе реакции должны сохраняться. А+а В+b(А-исходное ядро а-бомбардирующая частица, В-конечное ядро, b-испускаемая частица)

Для протонов и нейтронов в ядерной физике приняты соответственные символич. обозначения:

-протон -нейтрон

Первой ядерной реакцией была реацкия под действием альфа-частиц (He-гелия) в рез. кот. был открыт нейтрон.

В 1932 г. Чедвик открыл нейтрон в реакции радиоктивного превращения ядер (Ве-берилия) в изотоп углерода.

Ядерные реакции бывают 2 типов: эндотермические(с поглощением энергии) и экзотермические (с выделением энергии).

Если сумма масс исходного ядра и частиц, вступающих в реакцию, больше суммы масс конечного ядра и испускаемых частиц, то энергия выделяется, и наоборот.

Энергия, высвобождающаяся при ядерной реакции, наз. Энергетическим выходом ядерной реакции. (Энергетический выход может быть до сотен мегаэлектронвольт, что в миллионы раз превышает выход энергии при химических реакциях.)

В 1938 году немецкие физики Отто Гале и Фриц Штрассман, а также Лиза Мейтнер впервые осуществили деление U(урана) нейтронами.Спустя некоторое время было осознанно, что ядро урана распадается на две части. Наиболее наглядно процесс деления можно представить , использовав капельную модель ядра. Цепные реакции- реакции, в которых частицы, вызывающие их, образуются также , как и продукты этих реакций. Характеристикой реакции деления явл. коэффициент размножения нейтронов :это отношение числа нейтронов в последующем поколении к числу нейтронов в предыдущем. Существует максимальное кол-во вещества, необходимое для осущ. цепной реакции, называемое критической массой.Это число обусл. размерами зоны,в кот. происходят цепные реакции. Устройство, в котором может происходить управляемая цепная реакция деления ядер тяжёлых элементов под действием нейтронов, называется ядерным реактором. Ядерный реактор имеет 5 основных частей: 1.Активная зона, сод. ядерное горючее, которое находится в твелах- тепловыделяющих элементах. Они представляют собой очень длинные трубки, проходящие через всю активную зону реактора. 2.Замедлитель быстрых нейтронов(графит,берилий, тяжёлая вода,окись бериллия,органические жидкости). Средняя энергия нейтронов, рождающихся в реакторе, около 2 МэВ. 3.Система охлаждения- теплоноситель-вода, жидкий натрий(для отвода из активной зоны реактора выделяющейся в ней энергии). 4.Система регулирования(для обеспеч. возможности управления цепной реакцией). В системе регулирования используется кадмий ,бор. 5.Система безопасности- оболочка из бетона и железа(для защиты окр.пространства от радиоктивного излуч. комонентов топлива и продуктов яд.реакции). Ядерные реакторы различаются по характеру ядерного горючего, замедлителя и теплоносителя. Сооружения, на которых, с помощью ядерной реакции, получается электроэнергия, называются атомными электростанциями. Преимущества АЭС: -не потребляют кислород и органическое топливо; -отсутствует загрязнение окружающей среды продуктами сгорания органического топлива. Опасные факторы воздействия АЭС на окр. среду: -нарушение теплового баланса в окрестности АЭС ;-радиоактивные отходы; -радиоактивное загрязнение местности; -опасность экологических катастроф.