Читайте также:
|
В 1932 году английский физик Джеймс Чедвик открыл частицы с нулевым электрическим зарядом и единичной массой. Эти частицы назвали нейтронами. Обозначается нейтрон n. После открытия нейтрона физики Д.Д. Иваненко и Вернер Гейзенберг в 1932 году выдвинули протонно-нейтронную модель атомного ядра. Согласно этой модели ядро атома любого вещества состоит из протонов и нейтронов. (Общее название протонов и нейтронов – нуклоны.) Число протонов равно заряду ядра и совпадает с номером элемента в таблице Менделеева. Сумма числа протонов и нейтронов равна массовому числу. Например, ядро атома кислорода состоит из 8 протонов и 16-8=8 нейтронов. Ядро атома состоит из 92 протонов и 235-92=143 нейтронов.
Химические вещества, занимающие одно и то же место в таблице Менделеева, но имеющие разную атомную массу, называются изотопами. Ядро изотопов отличаются числом нейтронов. Например, водород имеет три изотопа: протий – ядро состоит из одного протона, дейтерий – ядро состоит из одного протона и одного нейтрона, тритий – ядро состоит из одного протона и двух нейтронов.
Если сравнить массы ядер с массами нуклонов, то окажется, что масса ядра тяжёлых элементов больше суммы масс протонов и нейтронов в ядре, а для лёгких элементов масса ядра меньше суммы масс протонов и нейтронов в ядре. Следовательно, существует разность масс между массой ядра и суммой масс протонов и нейтронов, называемая дефектом массы.
Так как между массой и энергией существует связь то при делении тяжёлых ядер и при синтезе лёгких ядер должна выделяться энергия, существующая из-за дефекта масс, и эта энергия называется энергией связи атомного ядра.
Выделение этой энергии может происходить при ядерных реакциях.
Ядерная реакция – это процесс изменения заряда ядра и его массы, происходящий при взаимодействии ядра с другими ядрами или элементарными частицами. При протекании ядерных реакций выполняются законы сохранения электрических зарядов и массовых чисел: сумма зарядов (массовых чисел) ядер и частиц, вступающих в ядерную реакцию, равна сумме зарядов (массовых чисел) конечных продуктов (ядер и частиц) реакции.
Цепная реакция деления – это ядерная реакция, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции. Необходимым условием развития цепной реакции деления является требование где k – коэффициент размножения нейтронов, т.е. отношение числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении. Способностью к цепной ядерной реакции обладает изотоп урана 235U. При наличии определённых критических параметров (критическая масса – 50 кг, шаровая форма радиусом 9 см) три нейтрона, выделившиеся при делении первого ядра, попадают в три соседних ядра и т.д. Процесс идёт в виде цепной реакции, которая протекает за доли секунды в виде ядерного взрыва. Неуправляемая ядерная реакция применяется в атомных бомбах. Впервые решил задачу об управлении цепной реакцией деления ядер физик Энрико Ферми. Им был изобретён ядерный реактор в 1942 году. У нас в стране реактор был запущен в 1946 году под руководством И.В. Курчатова.
Термоядерные реакции – это реакции синтеза лёгких ядер, происходящие при высокой температуре (примерно 107 К и выше). Необходимые условия для синтеза ядер гелия из протонов имеются в недрах звезд. На Земле термоядерная реакция осуществлена только при экспериментальных взрывах, хотя ведутся международные исследования по управлению этой реакцией.
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 204 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |