Nucleul atomic este o parte încărcată pozitiv a atomului, unde 99,97% din masa sa este concentrată. Radiusul nucleului R
10 - 15 m (aceasta este de aproximativ 10 ori mai mică decât raza atomului). Nucleul constă din nucleoni - protoni încărcați pozitiv (p), având o masă de 1836 me și neutroni neutri (n) cu o masă de 1839 me. unde m este masa de electroni. Numărul de protoni din nucleu este egal cu sarcina nucleului Z și determină numărul atomic al elementului în sistemul periodic. Suma numărului de protoni și numărul de neutroni N din nucleu se numește numărul de masă A:
Numărul A este egal cu masa atomică relativă a elementului, rotunjită la un număr întreg.
Izotopii sunt nuclei cu același număr de protoni, dar cu numere de masă diferite (datorită numărului diferit de neutroni).
Nucleoanele sunt reținute în nucleul forțelor nucleare, care sunt o manifestare a așa-numitei interacțiuni puternice.
Energia obligatorie este energia necesară pentru o despărțire completă a nucleului în nucleoni individuali. Când un nucleu este format din nucleoni individuali, energia sa este mai mică decât energia totală a nucleonilor cu o cantitate de EcV.
Conform teoriei relativității, energia este legată de masa conform legii lui Einstein:
unde c este viteza luminii într-un vid. Prin urmare, o scădere a energiei trebuie să fie însoțită de o scădere a masei: masa nucleului trebuie să fie mai mică decât suma masei nucleonilor individuali. Diferența dintre masa totală a nucleonilor și masa nucleului format din ele se numește defect de masă:
Această masă se pierde atunci când energia obligatorie este alocată, aplicând legea lui Einstein, obținem:
Atunci când se formează nucleul, această energie este îndepărtată de γ-quanta.
Reacția nucleară a lanțului este un proces în care, ca urmare a interacțiunii neutronilor cu nucleele de uraniu, nucleele fragmentelor radioactive apar cu mase și încărcări de aproximativ două ori mai mici decât masa și încărcătura nucleelor de uraniu. Formarea nucleului fragmentului este însoțită de scăparea mai multor neutroni, care, la rândul lor, interacționează cu nucleele de uraniu vecine, cauzând fisiunea lor. Această diviziune continuă cu o creștere rapidă a numărului de nuclee fisionabile. Fissionul nucleelor atomice care apar în astfel de reacții este numit forțat (spre deosebire de spontan, care apare în timpul transformărilor radioactive).
Energia totală de legare a nucleului fragmentului este mai mică decât energia de legare a nucleului de uraniu. Prin urmare, reacția în lanț este însoțită de eliberarea energiei enorme sub forma energiei cinetice a fragmentelor, energia γ-quanta și energia neutronilor secundari. Deci, atunci când un nucleu de uraniu-235 este fuzionat, aproximativ 200 MeV de energie este eliberat
O condiție necesară pentru o reacție nucleară în lanț este factorul de multiplicare a neutronilor k, egal cu raportul dintre numărul de neutroni din orice generație și numărul de neutroni din generația anterioară, ar trebui să fie cel puțin unitate:
Cea mai mică masă a materialului fisionabil la care coeficientul k = 1 este numit masa critică mcr. Dacă m> mcr. atunci neutronii se înmulțesc rapid și reacția devine explozivă (aceasta este reacția nucleară în explozia bombei atomice) Dacă m = mcr. atunci reacția este staționară și controlabilă; Tkr pentru uraniul-235 este de câteva zeci de kilograme. Dispozitivul pentru menținerea unei reacții nucleare controlate se numește reactor nuclear. Principalele elemente ale unui reactor nuclear - un combustibil nuclear (uraniu 235, uraniu-238, plutoniu-239), un moderator de neutroni (cel mai bine întârzietor este apa grea, destul de bună - grafit) mediu de transfer termic la ieșire generat atunci când căldura reactorului (apa, lichid de sodiu și altele) și un dispozitiv pentru reglarea vitezei de reacție. reacția de control a fost realizată în acesta prin intermediul unor bare de control ale unui material, bine absorbant neutroni (bor sau cadmiu). Prin intermediul introducerii în spațiul de lucru al tijelor de control ale reactorului și scoaterea lor din acesta k = 1 este menținută. În afara reactorului este protejat de un strat special care întârzie y razele și neutronii. Această cochilie este realizată din beton cu umplutură de fier.
Reacțiile termonucleare sunt reacții ale unui compus de nuclee atomice ușoare. Pentru a se alătura protonilor încărcați cu același nume, este necesar să se depășească forțele repulsive Coulomb, care sunt posibile la viteze suficient de mari ale particulelor de coliziune. Condițiile necesare pentru sinteza nucleelor de heliu din protoni sunt prezente în interiorul stelelor. Pe pământ, reacția de fuziune termonucleară se realizează cu explozii termonucleare experimentale. Deci, pentru sinteza heliului izotopilor grei de hidrogen - deuteriu și tritiu - conform schemei
necesită încălzire până la aproximativ 5 ∙ 10 7 K.
În sinteza a 1 g de heliu din deuteriu și tritiu, energia este eliberată de 4.2 ∙ 10 11 J, ceea ce echivalează cu arderea a 10 tone de motorină.
Rezervele de hidrogen de pe Pământ sunt practic inepuizabile, prin urmare, utilizarea energiei sintezei termonucleare în scopuri pașnice este una dintre cele mai importante sarcini ale științei și tehnologiei moderne.
Documente conexe:
atom există un nucleu încărcat pozitiv de dimensiuni mici, înconjurat de electroni. Radiurile nucleelor se află în intervalul 10 -14 - 10 din atom. Rutherford a prezis existența unui proton și a lui. care este de 1800 de ori masa. coroziunea este axată pe.
atom presupune prezența în atom a unui nucleu masiv încărcat pozitiv. în care se concentrează aproape întregul masatom. și electronii încărcați negativ se rotesc în jurul nucleului. 10 -7 m) Care este viteza electronului, dacă masa depășește masa.
încărcat. pozitiv. a nucleolului. raza m, unde. - masa. Se poate estima după cum urmează: (.) Unde este dimensiunea liniară a atomului. este masa unui electron, este viteza unui electron într-un atom. Presupunând că o parte a câmpului electric este concentrată. 99. 2 97, 9. până la10 - 7 - 10.
constând dintr-un nucleu cu încărcare pozitivă și compensând încărcarea electronilor. La rândul său, nucleotomul constă din. Masatomul (m) este concentrat în nucleul său. deoarece masa electronilor este mică și nu aduce o contribuție semnificativă la masa întregului atom. Greutate.
masa sa este concentrată la un moment dat - centrul de masă. violet la infraroșu. m / M, unde m este masa electronului, M este o cantitate care are ordinul masei nucleelor atomice din moleculă, t / M10 -510 -3. Prin urmare. de la un nucleu încărcat pozitiv și de cei care îl înconjoară.
Trimiteți-le prietenilor: