Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Файлы формата DJVU » Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика

Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика, страница 156

DJVU-файл Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика, страница 156 Атомная физика (2640): Книга - 5 семестрД.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика: Атомная физика - DJVU, страница 156 (2640) - СтудИзба2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "атомная физика" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 156 - страница

Первый из этих процессов и порождает запаздывающие нейтроны. Запаздывание понимается в смысле временного отставания момента вылета рассматриваемых нейтронов от момента испускания мгновенных нейтронов (появляющихся непосредственно при делении ядра). Оно определяется периодом полураспада изотопа-предшественника, при ф-распаде которого и получилось возбужденное ядро, испустившее затем нейтрон. Процесс возникновения запаздывающих нейтронов поясняется схемами на рис.163 и 164.

На рис.163 показано ядро "7Вг, появившееся агпг 55,7г 87 Кг" д и" Кг д 11 лат --. д на9г стабилен и" Кг стабилен Рис. 163 в результате ядерного деления. Это ядро испытывает )1 -распад с периодом полураспада 55,6 с. В резулывте таких распадов возникают ядра "7Кг, большая часть которых находится в невозбужденном состоянии (Гл. Х1Н Нейтроны и давление апюмных ядер 616 и лишь незначительная часть — в сильно возбужденном состоянии "тКг'. Невозбужденное ядро после двух последовательных )3 -рас- тзт! 22,7« тзт Хе* 7 Хе ..6 тетке стабилен те«Хе стабилен Рис. 164 падов переходит в стабильное ядро атас.

Сильно же возбужденное ядро этКг' почти мгновенно переходит в невозбужденное состояние втКг (с испусканием 7-квантов) или же в стабильное состояние эеКг (с испусканием нейтрона). В последнем процессе и возникает запаздывающий нейтрон т) . Аналогичная схема приведена и на рис. 164. Таблица 15 Запаздывающие нейтроны Запаздывающие нейтроны делятся на несколько групп, различающихся временем запаздывания и энергией.

В табл. 15 приведены ха- ) Следует отметить, что изотоп етКг не случайно оказался «нейтроноактивнымн В ядре этого изотопа 51 нейтрон, т.е. на один нейтрон больше магического числа 50; этот «лишний» нейтрон и покидает возбужденное ядро. У изотопа '«~Хе (рис.164) число нейтронов равно 83, так что ситуация аналогична. 5 94) Трансурановые элементы рактеристики запаздывающихся нейтронов, возникающих при делении ядер урана-235, Свьппе 99% от всех выделяющихся при делении нейтронов освобождается мгновенно. На долю запвздывающих нейтронов приходится примерно 0,75%. Несмотря на это, запаздывающие нейтроны играют важную роль в ядерной энергетике — они позволяют сделать управляемыми ядерные реакции, происходящие при делении в ядерных реакторах (см.

3 95, п. 5). 12. В заключение приведем более точное примерное распределение энергии деления между различными способами ее освобождения при делении ээв11 тепловыми нейтронами: Кинетическая энергия осколков Энергия нейтронов деления Энергия мгновенных 7-квантов Энергия 13-частиц продуктов деления Энергия ч-излучения продуктов деления Энергия антинейтрино продуктов деления Всего 166,2 т 1,3 МэВ 4,8 ~ 0,1 МэВ 8,0 т 0,8 МэВ 7,0 л 0,3 МэВ 7,2 Э 1,1 МэВ 9,6т0,5 МэВ 202,8 ~ 0,4 МэВ 9 94. Трансурановые элементы 1.

Причину, по которой периодическая сис гема химических элементов, всгречающихся в природе в естественном состоянии, обрываегся на уране азу, надо искать в происхождении химических элементов и их последующих радиоактивных превращениях. В настоящее время можно считать доказанным, что все химические элементы Солнечной системы образовались свьппе 5 млрд лет назад в результате гравитационного сжатия огромных масс галактического водорода, при котором сильно повысилась его температура. Чрезвычайно высокая температура и обеспечила синтез сложных ядер из более простых ядер водорода.

При этом были синтезированы и многочисленные изотопы химических элементов с атомными номерами болыпе 92. Однако период их полураспада оказался значительно меньше времени существования Земли (около 4,5 10э лет). К настоящему времени все эти изотопы из-за радиоактивных превращений полностью распались и исчезли на Земле (см. и. 10). Самым тяжелым из сохранившихся оказался изотоп урана зэвИ, период полураспада которого (4,5. 10" лет) того же порядка, что и возраст Земли. 2.

Истинные границы периодической системы, за которыми существование более тяжелых элементов невозможно, казалось бы, должны определяться нестабильностью элекгронной оболочки атома. Дело в том, что самый глубокий электрон атомной оболочки не может приблизиться к центру ядра на расстояние, меньшее радиуса последнего. Такой электрон был бы сразу поглощен ядром, что привело бы [Гл.

Х!Н Нейтроны и деление атомных ядер 618 к уменьшению атомного номера элемента. Расстояние самого глубокого электрона атомной оболочки до центра атомного ядра с зарядовым числом Х по теории Бора равно гв)Х, где гв — боровский радиус. Радиус самого ядра определяется формулой (65.1). Таким образом, для возможности существования атома, во всяком случае, необходимо выполнение условия гв/Х > гоА, или 1/г ХА"ее < = 38000. то 194.1) Исключение Х с помощью соотношения (64.8а) приводит к неравенству А4/е — — — — —,—, ~ 38000.

1,97-Ь 0,015А Д (94. 1а) Решение этого неравенства своди гся к решению квадратного уравнения относительно АгД1. В результате получается А < 17700 н, следовательно, Х ~ 1460. Итак, совершенно невозможно существование атомов с порядковым числом Х > 1460. Приведенная опенка дает слишком завышенное значение для верхней границы Х. Она, в сущности, основана на безусловно верном утверждении, что атом не может существовать, если ближайший к ядру электрон находится на уровне, с которого практически мгновенно происходиг электронный захват, в резулгпате которого зарядовое число Х (равное порядковому номеру элемента) уменьшается на единицу. А такой захват (из-за туннельного эффекта) с большой вероятностью происходит не только с расстояния до центра ядра, равного его радиусу, но и с расстояний, значительно болыпих.

Поэтому стабильность электронной оболочки атома должна нарушаться уже при Х, значительно меныпих найденного вьппе значения. Более подробное рассмотрение показывает, что такое нарушение должно начинаться при Х = 180-200. И все же периодическая сис гема элементов обрывается еще раныпе. Ее верхняя граница связана не с неустойчивостью электронной оболочки, а определяется иеустойчиоостью самого ядра. 3. Элементы с атомными номерами болыпе 92, как уже указывалось, назьнаются транеурановыми («заурановыми») нли, короче, трансуранами. Все они получаются искусственно, т.

е. в результате различных ядерных реакций, в которых тот илн иной (тяжелый) элемент подвергается облучению или бомбардировке различными ядерными частицами. Наиболее важными из них являются нейтроны, поскольку они лишены электрического заряда и, следовательно, им не требуется преодолевать кулоновский потенциальный барьер. Но и заряженные частицы являются эффективными снарядами для получения трансурановых элементов, если только их энергия достаточно велика.

При облучении нейтронами изотопа урана зэгП получается промежуточное ядро хго13. Обладая излишком нейтронов, оно испытывает 13 -распад и превращается в ядро трансуранового элемента с Х = 93. Этот элемент был назван нептунием (Мр) по аналогии с Солнечной 5 94) Трансурановые элементы системой, в которой за планетой Уран следует планета Нептун. Претерпевая дальнейший»3 -распад, нептуний превращается в наиболее важный искусственный трансуран с Л = 94, названный плутонием (Ри), опять-таки по аналогии с Солнечной системой, в ко"горой за Нептуном следует планета Плутон. Такая схема получения трансуранов с 42 = 93 и Я = 94 была абсолютно ясна Ферми уже в 1934 г., когда он начал облучать нейтронами уран. Правда, в то время Ферми не удалось наблюдать 14р и Ри из-за их больших периодов полураспада (2, 3 дня для афер и 2,4 104 лет для 0'~401эи) и слабости радон-бериллиевого источника нейтронов, которым он тогда пользовался.

В опытах Ферми в действительности наблюдались не радиоактивные излучения трансуранов, а излучения радиоактивных изотопов, получающихся при делении ядер урана (см. 3 93). Только после создания ядерных реакторов, из которых исходят мощные потоки нейтронов (до 10'~ нейтронов через 1 см в 1 с), открылась возможность получать Мр и Ри и притом в промышленных масштабах. Их получение можно представить следующей схемой: гп + 99011 — » 99011 -~ 4 009~~ -~ 4 аалри а» О 09 09 04 Р 94 (94.2) Это,конечно,не единственная схема получения нептуния и плутония. Например, изотоп нептуния 99490Хр был получен в результате облучения урана 94" Н дейтронами с энергией 16 МэВ: 0 1+ 099 — » 098ь»р+ 2п.

(94.3) Всего в настоящее время известно не менее 12 изотопов нептуния с массовыми числами от 230 до 241. Изотоп нептуния афер представляет собой тяжелый (р = 19,5 г/смз) металл с серебристым блеском, медленно окисляющийся на воздухе. Температура плавления нептуния 640 'С. В настоящее время известны не менее 15 изотопов плутония с массовыми числами от 232 до 246. Элемент плутоний -- блесгящий металл с голубоватым оттенком. Плотность его в разных модификациях изменяется от 15,9 до 19,8 г/смз. Температура плавления плутония 640 'С. Коэффициент линейного расширения плутония отрицательный. 4. Пугем облучения нейтронами плутония получается следующий трансуран с Е = 95. Он был получен в США и назван америцием (Аш). Способ его получения в ядерном реакторе представляется следующей схемой: 0 94 'и+ азора — » 94ори 94 а О 04 гп+ 94ори — » 94»ри — 4 94»Агп.

Ол 90 Америций 9'„'0»Аш представляет собой серебристый металл с плотностью 11,7 г,»смз. Нейтроны и деление атомных лдер 620 Облучение 241Аш нейтронами с последующим 13 -распадом промежуточного ядра приводит к образованию трансурана с У. = 96 по схеме 1п+ 241Аш э 242А е — э 242С (94.4) Он был назван кюрием (Сш) в честь Марии и Пьера Кюри. Это также серебристый металл с пло"гностью 7 г/смз. Он се-радиоактнвен с периодом полураспада 160 дней. Его 42-радиоактивность настолько велика (1014 се-частиц в 1 мин на 1 мг), что она приводит к разогреванию, разбрызгиванию и даже разложению воды в водных растворах солей кюрия, а также к свечению их в темноте.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5140
Авторов
на СтудИзбе
442
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее