Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Основные характеристики трансурановых нуклидов
|
|
| Нуклид | Атомная масса MZ | Tα , год | Tc.д, год | Qα , кэВ/расп. |
| 236Pu | 236, 046 | 2, 9±0, l | 3, 4∙ 106±0, 6 | 5867, 5 |
| 238Pu | 238, 050 | 87, 7±0, 3 | 4, 7∙ 1010±0, 2 | 5595, 26 |
| 239Pu | 239, 052 | 2, 411∙ 104±0, 003 | 5, 5∙ 1015 | 5243, 4 |
| 240Pu | 240, 054 | 6563±7 | l, 16∙ 1011±0, 04 | 5255, 9 |
| 241Pu | 241, 057 | 6, 00∙ 105±0, 005 | 3∙ 1015 | 5139, 31 |
| 241Pu | 241, 057 | 14, 35±0, 01 | 3∙ 1015 | – |
| 242Pu | 242, 059 | 3, 735∙ 105±0, 011 | 6, 8∙ 1010±0, l | 4983, 1 |
| 241Am | 241, 057 | 432, 7±0, 5 | l, 147∙ 1014±0, 024 | 5637, 94 |
| 243Am | 243, 061 | 737, 0±1 5 | 2, 0∙ 1014±0, 5 | 5438, 7 |
| 242Cm | 242, 059 | 162, 94±0, 06 cyт | 7, 05∙ 106±0, 14 | 6215, 76 |
| 244Cm | 244, 063 | 18, 10±0, 02 | l, 344∙ 107±0, 007 | 5901, 80 |
| 252Cf | 252, 082 | 2, 73±0, 01 | 85, 5±0, 3 | 6217, 1 |
Примечание: M Z – атомная масса нуклида в атомных единицах массы, Т α и T с.д – периоды полураспада нуклидов путем α -превращений и спонтанного деления соответственно, год(1 год = 365, 2422 cyт); Q α – средняя энергия, выделяющаяся на акт α -распада (в виде кинетических энергий α -частиц, кинетической энергии дочернего ядра отдачи, β -, γ - и других видов излучений).
При делении тяжелых ядер выделяется энергия, что следует из зависимости энергии связи 
от массового числа А. При этом энерговыделение составляет величину порядка 1 МэВ на один нуклон делящегося ядра, что превосходит энерговыделение всех других источников энергии. При делении ядра М (A, Z) на осколки массами М 1(A 1, Z 1), М 2(A 2, Z 2) и энергиями связи W 1(A 1, Z 1), W 2(A 2, Z 2) выделяется энергия
Например, если разделить ядро с А = 240 (e= 7, 6 МэВ) на два осколка равной массы А 1 = А 2 = 120 (e= 8, 5 МэВ) выделяется энергия порядка 220 МэВ.
Кроме осколков деления, испускаются нейтроны и γ -кванты. γ -кванты уносят значительную часть энергии, выделяющейся при делении. Нейтроны, которые вылетают в момент деления, называются мгновенными нейтронами деления. Вместе с тем, было установлено, что около 1 % нейтронов испускается не в момент деления, а спустя некоторое время. Эти нейтроны были названы запаздывающими нейтронами. Было установлено, что источниками запаздывающих нейтронов являются некоторые, как правило, β -излучающие осколки деления. При их β -распаде могут появляться нейтронно-избыточные ядра в сильно возбужденных состояниях. Возбужденные ядра переходят в основное состояние либо путем испускания γ -квантов, либо путем испускания нейтронов. Оба процесса происходят практически мгновенно, поэтому промежуток времени между испусканием мгновенных нейтронов и запаздывающих нейтронов практически равен периоду полураспада β - излучающего нуклида-предшественника.
В качестве примера решим задачу.
Пример. С помощью уравнения Вайцзеккера: а) вычислите энергию, высвобождаемую при делении ядра 238U на два одинаковых осколка; б) найдите критическое значение 
, при котором становится энергетически возможным деление ядра на два одинаковых осколка.
Решение. Уравнение Вайцзеккера имеет вид
.
Для процесса (A, Z) → 2 (A /2, Z /2) высвобождаемая энергия равна
Q = 2 E св(A /2, Z /2) – E св(A, Z) = (1 – 21/3) a 2 А 2/3 + (1 – 22/3) a 3 Z 2 А –1/3,
где a 2 = 17, 8 МэВ, а 3 = 0, 71 МэВ.
Подставляя сюда численные значения констант a 2 и a 3, находим
Q = –4, 6 А 2/3 + 0, 26 Z 2 А –1/3 МэВ.
Для ядра 238U энергия Q, вычисленная по этой формуле, равна 178 Мэв.
Критическое значение Z 2/ A, при котором становится энергетически возможным деление ядра на два одинаковых осколка, находится из условия Q = –4, 6 А 2/3 + 0, 26 Z 2 А –1/3 > 0, что дает Z 2/ A > 17, 7.
Вопросы для самоконтроля
1. Изобразите схемы распада нуклидов, в которых представлены: а) α - и γ -излучения; б) β –- и γ -излучения; в) β +- и γ -излучения. Приведите конкретные примеры.
2. Опишите внутриядерный процесс, в результате которого возникает: а) β –-излучение; б) β + -излучение.
3. Почему β -спектры непрерывны?
4. Приведите соотношение между кинетической энергией α -частицы и кинетической энергией ядра отдачи.
5. В каких случаях образуются длиннопробежные α -частицы?
6. Приведите зависимость между периодом полураспада и энергией α -частицы.
7. Каков вид зависимости потенциальной энергии между α -частицей и ядром отдачи от расстояния между их центрами?
8. Каковы условия β -распада?
9. Приведите эмпирическую формулу Вайцзеккера.
10. Какова природа γ -излучения? Что такое ядерная изомерия? Приведите примеры ядерных изомеров.
11. Укажите место γ -излучения в электромагнитном спектре.
12. Опишите механизм спонтанного деления. Приведите примеры.
|
|