85. Что такое энергия отдачи ядра?

При испускании или поглощении ядром g-кванта система, содержащая это ядро, приобретает импульс отдачи p = Ео /c, где Ео — энергия g-кванта, соответствующая данному квантовому переходу. Этому импульсу отдачи отвечает энергия ?Е = p2/2М, где М — масса системы. При этом энергия, переданная ядру, называемая энергией отдачи, будет обратно пропорциональна массе ядра-излучателя или ядра поглотителя. В случае передачи части энергии g-кванта только ядру, в силу закона сохранения импульса, разрушаются резонансные условия.

86. В чем состоит эффект Мёссбауэра?

Эффект Мёссбауэра или ядерный гамма-резонанс состоит в резонансном испускании или поглощении гамма-фотонов без изменения фононного спектра излучателя или поглотителя излучения соответственно. Иными словами, эффект Мёссбауэра — это резонансное испускание и поглощение гамма-лучей без отдачи.

87. Укажите основные виды ядерных реакций?

Ядерная реакция деления - процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления.

Ядерная реакция синтеза — процесс слияния двух атомных ядер с образованием нового, более тяжелого ядра.

Термоядерная реакция — слияние двух атомных ядер с образованием нового, более тяжелого ядра, за счет кинетической энергии их теплового движения.

Фотоядерная реакция

88. Как энергетический выход ядерной реакции связан с массами исходных и образующихся частиц?

Разность суммарных кинетических энергий частиц на «выходе» и «входе» реакции Q = (E3 + E4) − (E1 + E2) называется энергией реакции (или энергетическим выходом реакции). Она удовлетворяет условию:

Множитель 1/c2 обычно опускают, при подсчёте энергетического баланса выражая массы частиц в энергетических единицах (или иногда энергии в массовых единицах).

Если Q > 0, то реакция сопровождается выделением свободной энергии и называется экзоэнергетической, если Q < 0, то реакция сопровождается поглощением свободной энергии и называется эндоэнергетической.

Легко заметить, что Q > 0 тогда, когда сумма масс частиц-продуктов меньше суммы масс исходных частиц, то есть выделение свободной энергии возможно только за счёт снижения масс реагирующих частиц. И наоборот, если сумма масс вторичных частиц превышает сумму масс исходных, то такая реакция возможна только при условии затраты какого-то количества кинетической энергии на увеличение энергии покоя, то есть масс новых частиц. Минимальное значение кинетической энергии налетающей частицы, при которой возможна эндоэнергетическая реакция, называется пороговой энергией реакции. Эндоэнергетические реакции называют также пороговыми реакциями, поскольку они не происходят при энергиях частиц ниже порога.

89. Почему для тяжелых ядер энергетически выгоден распад на более легкие ядра?

Удельная энергия связи — это энергия связи приходящаяся на один нуклон: .Она характеризует устойчивость (прочность) атомных ядер, чем больше удельная энергия связи, тем устойчивее ядро. Она зависит от массового числа хим. элемента. Из зависимости удельной энергии связи от массовых чисел вытекает, что энергетически выгодны следующие процессы:1)деление тяжелых ядер на более легкие; 2)слияние легких ядер в более тяжелое.При этих процессах выделяется огромное количество энергии.

90. Что такое цепная ядерная реакция? Каковы условия ее осуществления?

Цепна́я я́дерная реа́кция — последовательность единичных ядерных реакций, каждая из которых вызывается частицей, появившейся как продукт реакции на предыдущем шаге последовательности. Примером цепной ядерной реакции является цепная реакция деления ядер тяжёлых элементов, при которой основное число актов деления инициируется нейтронами, полученными при делении ядер в предыдущем поколении.

Необходимым условием для развития цепной реакции деления является требование k > 1, где k — коэффициент размножения нейтронов, т. е. отношение числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении.

91. Каковы основные компоненты ядерного реактора?

Составными частями любого ядерного реактора являются: активная зона с ядерным топливом, обычно окруженная отражателем нейтронов, теплоноситель, система регулирования цепной реакции, радиационная защита, система дистанционного управления. Основной характеристикой ядерного реактора является его мощность. Мощность в 1 МВт соответствует цепной реакции, в которой происходит 3·1016 актов деления в 1 сек.

92. Почему для легких ядер энергетически выгодна реакция синтеза?

Легкие элементы обладают минимальной энергией связи, и при синтезе выделяющаяся энергия оказывается наибольшей.

43