Кинетическая энергия системы

Свойства ядер Масса атома Магнитный момент ядра Изотопический спин Квантовая статистика Капельная модель Оболочечная модель


В атомных бомбах цепная неуправляемая ядерная реакция возникает при быстром соединении двух кусков урана-235, каждый из которых имеет массу несколько ниже критической.

Гамма – излучение ядер Радиоактивные превращения ядер

Гамма излучение (g‑излучение) - испускание кванта электромагнитного излучения при спонтанном переходе ядра с более высокого

энергетического уровня на любой нижележащий. Очевидно, что в этом случае А и Z ядра не изменяются. В отличие от рентгеновских и квантов видимого света, испускаемых при переходах атомных электронов, фотоны, испускаемые ядрами, называются g-квантами, хотя для обозначения квантов любого происхождения сохраняется обобщающее название фотон. Излучение g-кванта является основным процессом освобождения ядра от избыточной энергии, при условии, что эта энергия не превосходит энергию связи нуклона в ядре. Таким образом, по своей физической природе g-квант - это порция энергии Eg =  электромагнитного поля. Переходы, при которых испускаются g-кванты, называются радиационными. Радиационный переход может быть однократным (переход γ20 на рис. 3.6.1), когда ядро сразу переходит в основное энергетическое состояние, или каскадным, когда происходит испускание нескольких g-квантов в результате ряда последовательных радиационных переходов (переходы γ21 и γ10 на рис. 3.6.1). Энергияg-кванта определяется разностью энергий уровней, между которыми происходит переход: Уравнения Максвелла для электромагнитного поля Магнитное поле

(3.6.1)

В соответствии с законами сохранения энергии и импульса:

(3.6.2)

где Тяд и Ряд – кинетическая энергия и импульс ядра отдачи соответственно, Рγ – импульс γ-кванта. Из уравнений (3.6.2) получаем

(3.6.3)

Таким образом, Тяд = (10-6 ÷ 10-5)Е, т.е. γ-квант уносит подавляющую часть энергии возбуждения ядра. Из проведенного рассуждения очевидно также, что энергетический спектр γ-квантов дискретен, так какэнергетическая ширина Г уровня (1.7.1) обычно много меньше расстояния между уровнями.

g-Квант - этоне только частица, но и волна. Приведенная длина волны (= λ/2π) g-кванта связана с его энергией соотношением

   или  

(3.6.4)

то есть при Eg = 1 МэВ, » 10-10см. Поэтому волновые свойства такого g-излучения при взаимодействии с атомами, а тем более с макроскопическими телами, проявляются слабо. На первый план выдвигаются корпускулярные свойства. Однако при взаимодействии с ядрами, наоборот, проявляется в основном волновая природа излучения.

Основной интерес для ядерной энергетики представляет реакция деления ядра В настоящее время известны около 100 различных изотопов с массовыми числами примерно от 90 до 145, возникающих при делении этого ядра. Две типичные реакции деления этого ядра имеют вид
Электротехника расчеты Физика ядра Ядерное оружие Cвойства атомных ядер