2. ядролық физика негіздері

жүктеу 1,3 Mb.

бет	52/62
Дата	09.05.2020
өлшемі	1,3 Mb.
	#30265
түрі	Құрамы

1 ... 48 49 50 51 52 53 54 55 ... 62

2. ядролы физика негіздері

Шешімі: Есептің шарты бойынша Q = E болса, онда:

Сонымен, массасы 1 г гелий синтезделуі кезіндегі бөлінетін энергияға тең энергия алу үшін тас көмірдің массасы m=1,44710⁴ кг болуы керек.

3. Термоядролықреакция кезінде массасы 2г дейтерий толық жануы үшін қандай энергия бөлінуі қажет?

Шешімі: Бөлінген энергияны
E₁= E₀N (1)
формуласымен анықтаймыз.

Мұндағы, E₀ –бір синтез реакциясының энергиясы; N – реакция саны; E₀ = 17.6 МэВ.

Химиялық реакциясы сияқты, 2 г дейтерий 3 г тритиймен синтез реакциясына түседі, олай болса,
m = m_D+ m_T= 2г + 3г = 5г
Бұл массалардың қатынасын ашып жазса,

осы теңдеуден реакция санын анықтаймыз:
. (2)
Реакция санын (1) формулаға қойып: энергияны табамыз:
(3)
мұндағы: m = 5 г, μ_D= 2 г/моль, μ_T = 3 г/моль, N_A = 6,02·10²³ моль^-1.

Есептей келе энергия Е₁= 1.06·10²⁵МэВ = 1,7·10¹²Дж екені шығады.

4. Термоядролық синтез реакциясы кезінде массасы 2 г дейтерий толық жануы үшін Е₁= 1.06·10²⁵МэВ энергия керек. Ал 5 г уранның барлық ядросының бөлінуі кезінде қандай энергия шығады? Шыққан энергияны дейтерийдің энергиясымен салыстырыңыз.

Шешімі: Массасы 5 г уран–235 бөлінгендегі энергия да алдыңғы есептегі формуламен анықталады:
E₂= E₀N, (1)
бірақ бұл кезде Е₀ = 200 МэВ, ал N – ыдыраған ядролар саны:
. (2)
(2) формуланы (1) формулаға қойып, табамыз:

E₀=200 МэВ, m_U=5 г, M_U=235 г/моль, N_A=6.03·10²³ моль^-1

Енді дейтерийдің энергиясымен салыстырайық, сонда екені шығады.

Синтез реакциясының энергиясы бөліну реакциясының энергиясына қарағанда 4 есе көп болады.

5. γ-сәулелермен дейтронды жіктеу реакциясын іске асыруға жеткілікті ең кіші γ-квант энергиясын табыңыз.

Шешімі: Осы реакцияда жұтылатын энергия мөлшері

Жіктелуді іске асыру үшін γ-кванттың энергиясы болуы қажет. шектік жағдайда γ-квант ядроны жіктейді, бірақ реакция нәтижесінде пайда болған бөлшектерге кинетикалық энергия бере алмайды. Демек,

6. реакциясын іске асыру үшін жеткілікті γ-кванттың ең кіші энергиясын табыңыз.

Шешімі: Реакция теңдеуі

Ядролық реакция энергиясы, мұндағы

өйткені γ-кванттың тыныштық массасы нөлге тең, ал болғандықтан, реакция энергияның жұтылуымен жүреді. Сан мәндерін формулаға қойып, Q = -16,72 МэВ болатынын табамыз. Реакция жүруі үшін, γ-квант энергиясы ядролық реакцияның К_таб табалдырығынан артық немесе оған тең болуы тиіс:

Бірақта біздің жағдайда γ- кванттың тыныштық массасы m₂=0, , демек, γ-кванттың ең кіші энергиясы

.

жүктеу 1,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 48 49 50 51 52 53 54 55 ... 62