Djvu-Student.narod.ru » Рефераты скачать бесплатно » Физика. Рефераты по физике » Элементы ядерной физики
 

Элементы ядерной физики


Элементы ядерной физики 1.1.1 Строение атомов, ядер

Как известно, все в мире состоит из молекул, которые представляют собой сложные комплексы взаимодейст-
вующих атомов. Молекулы - это наименьшие частицы вещества, сохраняющие его свойства. В состав молекул
входят атомы различных химических элементов.

Химические элементы состоят из атомов одного типа. Атом, мельчайшая частица химического элемента, сос-
тоит из "тяжелого" ядра и вращающихся вокруг электронов.

Ядра атомов образованы совокупностью положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов.
Эти частицы, называемые нуклонами, удерживаются в ядрах короткодействующими силами притяжения,
возникающими за счет обменов мезонами, частицами меньшей массы.

Ядро элемента X обозначают как или X-A, например уран U-235 - ,

где Z - заряд ядра, равный числу протонов, определяющий атомный номер ядра, A - массовое число ядра, равное
суммарному числу протонов и нейтронов.

Ядра элементов с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов назы-ваются изотопами (например, уран
имеет два изотопа U-235 и U-238); ядра при N=const, z=var - изобарами.

1.1.2 Ядерные реакции

Ядра водорода, протоны, а также нейтроны, электроны (бета-частицы) и одиночные ядра гелия (называемые альфа-частицами), могут существовать автономно вне ядер-ных структур. Такие ядра или иначе элементарные частицы, двигаясь в пространст-ве и приближаясь к ядрам на расстояния порядка поперечных размеров ядер, могут взаимодействовать с ядрами, как говорят участвовать в реакции. При этом частицы могут захватываться ядрами, либо после столкновения - менять направление движе-ния, отдавать ядру часть кинетической энергии. Такие акты взаимодействия назы-ваются ядерными реакциями. Реакция без проникновения внуть ядра называется уп-ругим рассеянием.

После захвата частицы составное ядро находится в возбужденном состоянии. "Ос-вободиться" от возбуждения ядро может несколькими способами - испустить какую-либо другую частицу и гамма-квант, либо разделиться на две неравные части. Соот-ветственно конечным результатам различают реакции - захвата, неупругого рассея-ния, деления, ядерного превращения с испусканием протона или альфа-частицы.

Дополнительная энергия, освобождаемая при ядерных превращениях, часто имеет вид потоков гамма-квантов.

Вероятность реакции характеризуется величиной "поперечного сечения" реакции данного типа.

1.1.3 Деление ядер

Деление тяжелых ядер происходит при захвате
нейтронов. При этом испускаются новые частицы
и освобождается энергия связи ядра, передаваемая
осколкам деления. Это фундаментальное явление
было открыто в конце 30-ых годов немецкими уче-
ными Ганом и Штрасманом, что заложило основу
для практического использования ядерной энергии.

Ядра тяжелых элементов - урана, плутония и некоторых других интенсивно погло-щают тепловые нейтроны. После акта захвата нейтрона, тяжелое ядро с вероятно-стью ~0,8 делится на две неравные по массе части, называемые осколками или про-дуктами деления. При этом испускаются - быстрые нейтроны/ (в среднем около 2,5 нейтронов на каждый акт деления), отрицательно заряженные бета-частиц и ней-тральные гамма-кванты, а энергия связи частиц в ядре преобразуется в кинетиче-скую энергию осколков деления, нейтронов и других частиц. Эта энергия затем рас-ходуется на тепловое возбуждение составляющих вещество атомов и молекул, т.е. на разогревание окружающего вещества.

После акта деления ядер рожденные при делении осколки ядер, будучи нестабиль-ными, претерпевают ряд последовательных радиоактивных превращений и с неко-торым запаздыванием испускают "запаздывающие" нейтроны, большое число аль-фа, бета и гамма-частиц. С другой стороны некоторые осколки обладают способно-стью интенсивно поглощать нейтроны.

1.1.4 Ядерный реактор

Ядерный реактор - это техническая установка, в которой осуществляется самопод-держивающаяся цепная реакция деления тяжелых ядер с освобождением ядерной энергии. Ядерный реактор состоит из активной зоны и отражателя, размещенных в защитном корпусе.Активная зона содержит ядерное топливо в виде топливной ком-позиции в защитном покрытии и замедлитель. Топливные элементы обычно имеют вид тонких стержней. Они собраны в пучки и заключены в чехлы. Такие сборные композиции называются сборками или кассетами.

Вдоль топливных элементов двигается теплоноситель, который воспринимает тепло ядерных превращений. Нагретый в активной зоне теплоноситель двигается по кон-туру циркуляции за счет работы насосов либо под действием сил Архимеда и, про-ходя через теплообменник, либо парогенератор, отдает тепло теплоносителю внеш-него контура.

Перенос тепла и движения его носителей можно представить в виде простой схемы:
1.Реактор
2.Теплообменник, парогенератор
3.Паротурбинная установка
4.Генератор
5.Конденсатор
6.Насос

 
Найти реферат, курсовые работы, доклад или диплом в интернете достаточно просто. Титульный лист реферата оформляется по госту и их бесплатно полным полно. Такие сайты как 5 баллов, allbest, bestreferat, bestreferat.ru просто кишат курсовыми и дипломами, скачать бесплатно без смс и прочей рекламы. Реферати українською (украина) и русский язык (россия) - культура человека похожа, основные проблемы у народов, а мы одни. Удачи в поисках!
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Hosted by uCoz