Ядерні реакції — доповідь

Минула тема зачіпала процеси, що дозволяють розщепити ядро ​​на складові частини. Зараз ми поговоримо з Вами, яким чином це може статися.

Безліч вчених проводили досліди над радіоактивними елементами. Вони прагнули змінити період радіоактивного розпаду елементів під дією зовнішніх сил, підвищуючи температуру, поміщаючи частку в магнітне поле, а також багато інших експериментів, що включають в себе різні фізичні процеси.

Ми вже з Вами порівнювали, наскільки величезні ядерні сили, тому інтенсивність відомих нам фізичних процесів досить низька для зміни структури ядра. Уявіть собі міцний цегляний будинок, який обдуває легким вітерцем – саме так можна порівняти сили простих фізичних процесів з ядерними силами.

Однак, всі ми знаємо, що пошкодити або повністю зруйнувати будинок можна за допомогою снаряда. У ролі такого снаряда виступає альфа-частинки, яка отримана в результаті розпаду урану Резерфордом в 1919 році. Як всім нам відомо, саме альфа-частинки стала помічником у відкритті планетарної моделі атома, а тепер і в процесі зміни ядер елементів. Але в такому разі може виникнути питання, чому ж руйнування ядра не спостерігалося в результаті бомбардування золотої фольги альфа-частинкою. Вся справа в тому, що ядро ​​золота досить важке і містить велику кількість позитивно заряджених частинок, які, в свою чергу, здатні створювати сильно електричне поле навколо ядра. А так як альфа-частинки так само позитивна, то вона відштовхується від ядра золота в результаті сильних кулонівських сил.

Отже, для зміни ядра урану була використана альфа-частинки, що володіє 5 МеВ енергії. Щоб експеримент пройшов вдало Резерфорд використовував легке ядро ​​з невеликим вмістом протонів – ядро ​​азоту. В результаті цього була отримана перша ядерна реакція:

У лівій частині рівняння знаходяться елементи, які вступають в ядерну реакцію, а в правій частині написані продукти реакції. В результаті бомбардування ядра азоту гелієм виходить ізотоп кисню і ядро ​​водню. Отримати подібну реакцію можна лише в результаті використання частки, яка летить на величезній швидкості. Це можливо завдяки спеціальному пристрою, яке називається прискорювачем частинок.

Спочатку в ядерній фізиці використовували ядерні гармати, проте прискорювачі часток мають два величезних переваги перед ними:

1. У прискорювачі можна розганяти абсолютно будь-які частинки.

2. Завдяки прискорювача частинок можна надати величезну енергію. Наприклад, БАК може розігнати протон до енергії в кілька ТеВ.

Другий знаменитої ядерної реакцією стало бомбардування літію в прискорювачі часток, в результаті чого було отримано дві альфа-частинки. У ядерній реакції вказано елемент водень, але в якості нього передбачалося використовувати протон, адже легке ядро ​​водню і так складається з одного протона.

Вчені помітили, що в результаті реакцій є можливість з одного елемента отримувати інші ядра елементів таблиці Менделєєва. Більш того, в результаті нових ядерних реакцій були отримані нові частинки. Наприклад, в результаті бомбардування берилію альфа-частинкою, був отриманий кисень і нейтрон.

Отримання нової частинки призвело до відкриття нових реакцій, в яких в прискорювач запускали нейтрон.

Посилання на основну публікацію