Ядролық реакциялар. Ауыр ядролардың бөлінуі. Тізбекті ядролық реакциялар

Ереже: Ядролық реакция теңдеуінде екі жақтағы массалық сандар қосындысы және электр зарядтары тең болуы керек. Белгісіз ядроның A мен Z мәндері осы екі теңдеуден табылады.

Қолдану: Сол жақта A = 14+4 = 18 және Z = 7+2 = 9. Протон шыққан соң X үшін A = 18−1 = 17, Z = 9−1 = 8. Z = 8 — оттек, сондықтан X = ¹⁷₈O.

Қате нұсқалар: B) ¹³₆C пен ¹₁H үшін оң жақта A = 13+1 = 14 және Z = 6+1 = 7 болар еді. Кірістегі A = 18 және Z = 9 мәндерімен екеуі де теңеспейді; кірген α-бөлшектің үлесін ескеру қажет.

C) Бұл кіріс ядроларының қосындысына тең аралық құрам; соңында шыққан протонның A = 1 және Z = 1 мәндерін шегеру керек.

D) Заряд дұрыс болғанымен, массалық сандар теңеспейді: 14+4 = 18, ал 16+1 = 17.

E) A дұрыс, бірақ соңғы протонның оң заряды есептен алынбаған; X үшін Z = 7+2−1 = 8. Ишара: Кіріс қосындысынан белгілі шығыс протонның A және Z сандарын алып таста.

Ереже: Реакциядағы белгісіз бөлшекті анықтағанда оның массалық және заряд сандары бөлек сақталу теңдеулерінен табылады. A = 4, Z = 2 бөлшек — α-бөлшек, яғни гелий-4 ядросы.

Қолдану: Кірісте A = 27+1 = 28, Z = 13. Натрий-24-ті алып тастағанда X үшін A = 28−24 = 4, Z = 13−11 = 2. Демек X — ⁴₂He ядросы.

Қате нұсқалар: A) Фотон массалық сан мен заряд алып жүрмейді; сол және оң жақтағы A және Z айырмалары нөл емес.

B) Электронның A = 0 және Z = −1; реакциядағы жетіспейтін төрт нуклонды ол алмастыра алмайды.

C) Нейтронның Z = 0 және A = 1; ол екі сақталу шартын да теңестірмейді.

D) Протон A = 1, Z = 1 ғана алып кетеді; ал берілген реакциядағы айырмалар A = 4, Z = 2. Ишара: Екі жақтағы A айырмасы мен Z айырмасын жеке есепте.

Ереже: Реакцияның Q энергия шығымы бастапқы және соңғы тыныштық массалар айырмасына тең. Q > 0 болса, тыныштық энергияның азаюы өнімдердің кинетикалық энергиясына немесе сәулеге айналады.

Қолдану: ΔM = 10,000−9,998 = 0,002u. Q = 0,002·931,5 = +1,863 МэВ. Оң таңба энергия бөлінетінін білдіреді; мұнда бастапқы 10u массаның бәрі энергияға айналмайды.

Қате нұсқалар: B) 0,002 — массалар айырмасының u-дегі мәні; энергия үшін оны 931,5 МэВ/u-ға көбейту керек.

C) Нуклон санының сақталуы тыныштық массалар қосындысының өзгермеуін талап етпейді; байланыс энергиясы өзгеруі мүмкін.

D) Кейінгі масса кішірек, сондықтан Mалд−Mсоң оң; таңбаны кері алуға болмайды.

E) Бұл бастапқы массаның толық тыныштық энергиясы; реакция энергиясы барлық массаның емес, массалар айырмасының эквиваленті. Ишара: Бастапқы массадан соңғы массаны шегеріп, таңбаны сақта.

Ереже: Басқа энергия тасымалдаушысы жоқ реакцияда тыныштық энергияның азаюы кинетикалық энергияның өсуіне тең: Q = Kсоң−Kалд. Оң Q экзотермиялық процесті көрсетеді.

Қолдану: Өнімдердегі 8 МэВ-тің 3 МэВ-і бастапқы қозғалыстан, қалған 5 МэВ-і реакциядағы тыныштық энергия азаюынан келген. Сондықтан Q = 8−3 = +5 МэВ; толық энергияның сақталуы бұзылмайды.

Қате нұсқалар: A) Толық энергия сақталғанымен, тыныштық энергиясы кинетикалық энергияға айналуы мүмкін; Q осы түрленуді сипаттайды.

C) Энергияларды қосу шығымды бермейді; реакцияға дейін де бар 3 МэВ үлесті шегеру қажет.

D) 8 МэВ — соңғы кинетикалық энергияның түгелі; оның 3 МэВ бөлігі бастапқыда болған.

E) Шартта Q соңғы кинетикалық энергиядан бастапқыны алу арқылы анықталған; 8−3 оң сан. Ишара: Соңғы қозғалыс энергиясының бастапқыдан қанша артық екенін тап.

Ереже: Энергия сақталуы Kсоң = Kалд+Q түрінде жазылады, егер барлық өнімдердің қозғалысы есептеліп, басқа энергия тасымалдаушысы болмаса. Теріс Q кинетикалық энергияның бір бөлігінің жұтылғанын көрсетеді.

Қолдану: Нысана тыныш болғандықтан бастапқы толық кинетикалық энергия 5 МэВ. Kсоң = 5+(−2) = 3 МэВ. Қалған 2 МэВ соңғы бөлшектердің тыныштық энергиясын арттыруға жұмсалады.

Қате нұсқалар: A) 2 МэВ — жұтылған энергия мөлшері; ол соңғы кинетикалық энергияның түгелі емес.

C) Бұл бастапқы энергия; реакцияда Q = −2 МэВ болғандықтан оның бір бөлігі басқа түрге өткен.

D) Q теріс болғанда энергия қосылмайды, оның 2 МэВ бөлігі тыныштық масса өсіміне жұмсалады.

E) Кинетикалық энергия теріс болмайды; 5−2 = 3 МэВ оң нәтиже береді. Ишара: Q-дың теріс таңбасын сақтап, бастапқы кинетикалық энергияға қос.