2. ядролық физика негіздері

Атомдық ядролардың синтезі

жүктеу 1,3 Mb.

бет	46/62
Дата	09.05.2020
өлшемі	1,3 Mb.
	#30265
түрі	Құрамы

1 ... 42 43 44 45 46 47 48 49 ... 62

2. ядролы физика негіздері

Атомдық ядролардың синтезі

Ядролардың синтезі, яғни жеңіл ядролардың бір ядроға бірігуі реакциясында, ауыр ядролардың бөлінуі сияқты, энергияның үлкен мөлшері бөлінеді. Ядролардың синтезі үшін өте жоғары температуралар қажет болғандықтан, осы үдеріс термоядролық реакция деп аталады.

Реттік нөмірлері Z₁және Z₂ ядролардың кулондық тебілістен пайда болған потенциалдық тосқауылды еңсерулері үшін мынадай энергиясы болуы тиіс

r_я

мұндағы, r_я – ядролық күштердің әрекет ету радиусы, реттік шамасы шамамен, 2·10^-15 м-ге тең, Z₁ = Z₂ =1 болғанның өзінде ядролар үшін осы энергия

болады.

Соқтығысатын әрбір ядроның үлесіне 0,35 МэВ келеді.
0,35 МэВ-ке тең орташа жылулық қозғалыс энергияға ~2·10⁹К температура сәйкес келеді. Бірақта жеңіл ядролардың синтезі едәуір кіші температураларда да өте алады. Мәселе мынада, бөлшектердің жылдамдықтар бойынша кездейсоқ үлестірілуі себепті, энергиясы орташа мәннен елеулі түрде басым болатын ядролардың қайсыбір саны әрқашан болады. Бұдан басқа, ядролар туннельдік эффект арқылы біріге алады. Сондықтан кейбір термоядролық реакциялар елеулі түрде тіпті ~10⁷Ктемперату-раларда өте алады.

Дейтерий мен тритий ядроларының синтезі үшін жағдай ерекше қолайлы, өйткені бұлардың арасындағы реакция резонанстық сипатта болады. Дәл осы заттар сутегі бомбасының зарядын құрайды. Осы бомбаның тұтандырғыш қызметін кәдімгі атом бомбасы атқарады. Осы бомба жарылған кезде реттік шамасы
10⁷ К температура алынады. Дейтрон (d)мен () ядросының синтез реакциясына

17,6 МэВ-ке тең энергияның бөлінуі ілесе өтеді, сонда бір нуклонға ~3,5МэВ энергия келеді. Салыстыру үшін уран ядросының бөлінуі реакциясында бір нуклонға ~0,85МэВ бөлінеді.

Сутегі ядроларының гелий ядросына синтезі Күн және басқа жұлдыздар энергиясының негізгі көзі болып табылады, бұлардың қойнауларындағы температура 10⁷ – 10⁹ К-ге жетеді. Осы синтез екі жолмен іске аса алады.

Төменірек температуралар жағдайында протон – протондық цикл орын алады. Ол былай өтеді. Алдымен, екі протонның синтезінен дейтрон, позитрон және нейтрино пайда болады:

Пайда болған дейтрон протонмен соқтығысып, онымен бірігіп ядросы құралады:

Циклдың соңғы бөлігін

реакция құрайды.

Жоғарырақ температураларда көміртектік (немесе көміртек – азоттық) циклдың ықтималдығы үлкенірек (Бете ұсынған). Бұл цикл мына бөлікдерден тұрады:

Көміртектік циклдің қорытындысы: төрт протон жойылады да бір α-бөлшек түзіледі. Көміртек ядроларының мөлшері өзгеріссіз қалады, осы ядролар реакцияға катализатор рөлінде қатысады.

жүктеу 1,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 42 43 44 45 46 47 48 49 ... 62