1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Chương 9 Phản ứng hạt nhân

16 506 3

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 16
Dung lượng 140 KB

Nội dung

Chương 9: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN §1. KHÁI NIỆM VỀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Dùng một hạt đạn đã biết bắn phá hạt nhân bia: phản ứng xảy ra khi hạt đạn đi vào miền tác dụng của hạt nhân bia(~10 -15 m), có sự sắp xếp lại điện tích và các nuclon của hạt nhân làm xuất hiện hạt nhân mới(hạt nhân lùi) Phương pháp tạo phản ứng hạt nhân: Dùng chùm hạt (đạn) bắn phá hạt nhân (bia) Một số hạt đạn thường dùng: D, t, h( 2 He 3 ), α, … • Tán xạ đàn tính: Trạng thái nội tại của các hạt tương tác không thay đổi nhưng động lượng và động năng các hạt lại thay đổi. a + X → X + a Phản ứng hạt nhân được phân chia theo hạt tới, hạt bay ra và hạt lùi: + Tán xạ + Phản ứng trực tiếp + Phản ứng phức hợp • Phản ứng trực tiếp: là tương tác của hai hạt, dẫn đến xuất hiện các hạt mới: a + X → Y + b Trong đó kí hiệu a là hạt đạn, X là hạt nhân bia, Y là hạt nhân sản phẩm (hạt nhân lùi) và b là hạt nhẹ bay ra sau phản ứng X (a , b) Y Tán xạ không đàn tính: Trạng thái nội tại của các hạt tương tác không thay đổi nhưng động lượng và động năng các hạt lại thay đổi. a + X → X’ + a’ Trong đó: X * chỉ hạt nhân ở trạng thái năng lượng kích thích; a′ chỉ hạt a ở trạng thái khác Thí dụ 19 18 9 9 17 20 19 8 10 10 F p F d O h Ne Ne n   + +     + → → +         M M • Phản ứng phức hợp: Hạt tới và hạt nhân bia tạo thành một hạt nhân hợp phần (thời gian sống ~10 -6 s) rồi tiếp tục phân rã thành hạt nhân khác. Có thể có nhiều phản ứng khác nhau cho một hạt nhân hợp phần và cũng có thể từ một hạt nhân hợp phần có nhiều cách phân rã khác nhau (các kênh phân rã) Tiết diện hiệu dụng hạt nhân: mỗi hạt nhân được gắn với một tiết diện, gọi là tiết diện hiệu dụng theo hướng vuông góc với phương tới của các hạt đạn a. Bia được xem là đủ mỏng sao cho không có một hạt nhân nào bị che lấp. Diện tích của tiết diện được chọn sao cho nếu một hạt đạn tới nào lọt vào tiết diện này thì phản ứng hạt nhân xảy ra §2. TIẾT DIỆN HIỆU DỤNG CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Xác suất gây phản ứng: t n NSd p Nd n S = = = t n p n = Đơn vị: 1barn = 10 −24 cm 2 = 10 −28 m 2 d: Độ dày của bia S: Diện tích của bia N: Mật độ hạt nhân – số hạt nhân của bia trong 1 đơn vị thể tích Tiết diện tán xạ hiệu dụng σ: ( ) 0 1 N d t N N e σ − = − Thí dụ: Tìm tiết diện hiệu dụng của bia nếu số neutron bị tán xạ trên bia thí nghiệm bằng 10 -6 % chùm tới. Bia có khối lượng riêng 4,1.10 3 kg/m 3 , số khối A=30, dày d=10 -8 m d: Độ dày của bia N 0 : Số hạt tới bia N t : Số hạt tới bị tán xạ N: Mật độ hạt nhân của bia theo thể tích Giải: 8 1 10 Nd σ − ≈ 6 8 0 8 8 1 10 % 10 1 10 10 N d t N d N e N e N d σ σ σ − − − − − − = − = = ⇒ = − ⇒ ≈ A A n NA m A N N ρ = ⇒ = Mặt khác Vậy 8 10 0,121 barn A A N d σ ρ − ≈ = §3. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Định luật bảo toàn số nuclôn 2. Định luật bảo toàn điện tích 3. Định luật bảo toàn động lượng 4. Định luật bảo toàn mômen động lượng bao gồm cả bảo toàn mômen spin của hạt nhân 5. Định luật bảo toàn năng lượng: Năng lượng toàn phần không thay đổi trước và sau phản ứng X (a,b) Y X + a → b + Y ( ) b Y a Q D D D= + − 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) a a X b b Y Y m c D M c m c D M c D+ + = + + + Bảo toàn năng lượng 2 ( ) ( ) a x b Y Q m M m M c = + − + Q>0: Phản ứng tỏa năng lượng Q<0: Phản ứng thu năng lượng Q=0: Tán xạ đàn tính [...]... p + + e− + υ Chu kỳ bán rã: T=11,7 phút Thời gian sống: T τ= = 16,88 phút 0, 693 3 Các nguồn neutron (α,n), (γ,n), phân chia tự phát của hạt nhân • (α,n): α từ phóng xạ tự nhiên (4,8-7,7MeV) bắn phá nhân Be E= (1-13MeV) Be9 (α,n) C12 • (γ,n): Be9 (γ,n) Be8, D (γ,n) H • Phân chia hạt nhân: Z X + Y + 3 ÷ 4n 252 98 Cf 248 ] α +96 Cm • Máy gia tốc: Li7 (p,n) Be7, D (D,n) He3, T(D,n) He4 §5 MÁY GIA TỐC Tự... 1H Năng lượng ∆m = mα + mN − (mH + mO) = (4,00386 + 14,00753) − (1,000813 + 17,00450) = − 0,00124 đvklnt nên Q = − 0,00124 .93 1 = − 1,16 MeV Phản ứng thu năng lượng 1,16 MeV §4 NEUTRON 1 Khối lượng Dùng γ bắn phá deuton D+γ → p + n Eγ min=2,225MeV tương đương độ hụt khối ∆m=0,002 39 u mn=1,0086652 u 4 Phân loại neutron • Neutron chậm: E < 1 eV: neutron nhiệt 1 eV < E < 0,1 MeV: neutron trung gian • Neutron . hạt nhân ở trạng thái năng lượng kích thích; a′ chỉ hạt a ở trạng thái khác Thí dụ 19 18 9 9 17 20 19 8 10 10 F p F d O h Ne Ne n   + +     + → → +         M M • Phản ứng. phút 0, 693 T τ = = Thời gian sống: (α,n), (γ,n), phân chia tự phát của hạt nhân 3. Các nguồn neutron • (α,n): α từ phóng xạ tự nhiên (4,8-7,7MeV) bắn phá nhân Be Be 9 (α,n) C 12 252 98 248 96 3. đvklnt nên Q = − 0,00124 .93 1 = − 1,16 MeV Phản ứng thu năng lượng 1,16 MeV §4. NEUTRON Dùng γ bắn phá deuton 1. Khối lượng E γ min =2,225MeV tương đương độ hụt khối ∆m=0,002 39 u + D p n γ + → m n =1,0086652

Ngày đăng: 17/05/2014, 15:53

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w