1 / 29

Reações Nucleares

Reações Nucleares. Núcleo + nêutrons, prótons, , , dêuterons, tritons, íons pesados ( 12 C, 16 O) 1ª Reação Nuclear (Rutherford, 1919). Notação Genérica:. 1º Radionuclídeo artificial (Curies, 1934). Fonte: 210 Po. Reações Nucleares com Partículas Aceleradas (Cockroft e Walton, 1932)

dinah
Download Presentation

Reações Nucleares

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Reações Nucleares Núcleo + nêutrons, prótons, , , dêuterons, tritons, íons pesados (12C,16O) 1ª Reação Nuclear (Rutherford, 1919)

  2. Notação Genérica: 1º Radionuclídeo artificial (Curies, 1934) Fonte: 210Po

  3. Reações Nucleares com Partículas Aceleradas (Cockroft e Walton, 1932) Tipos de Reações Nucleares • Espalhamento Elástico

  4. Próton: deflexão na trajetória Núcleo de AL: recuo A Ecinética total do sistema projétil mais alvo, é a mesma antes e depois da colisão, e as partículas não alteram a sua identidade.

  5. Ex: Espalhamento de Rutherford (forças Coulômbicas e Nucleares) 2. Espalhamento inelástico O núcleo passa para um estado excitado ou sofre modificação na sua estrutura. Núcleo excitado

  6. Núcleo excitado – fótons  cascata • Captura da partícula bombardeadora, com emissão gama: núcleo estável ou radioativo t½ = 2.3 min - = 2.9 MeV  = 1.78 MeV

  7. c. Captura de partícula, com emissão de núcleon ou nuclídeo simples (dêuteron, partícula -) d. Captura, com emissão de vários núcleons (2n 3n, 2p, n,  n)  partículas com energia mais alta. e. “Spallation”, com emissão de um número grande de núcleons  partículas com E > 100 MeV.

  8. f. Fragmentação: núcleos pesados (Z > 70) e prótons com E> 0,5BeV: fragmentos excitados, um leve e um pesado. g. Fissão: ruptura do núcleo em dois núcleos altamente excitados, de massas similares  nêutrons de baixa energia. • = valor médio de 2,46 235U (n,f)

  9. Variações Energéticas nas Reações Nucleares Reações Exoérgicas: desprendimento de Energia Reações Endoérgicas: absorção de Energia N (14.0030744) +  (4.0026036) = 18.005678 u.m.a O (16.999133) + p(1.0078252) = 18.006958 u.m.a • Diferença: - 0.00128 E = - 0.00128 X 931 = -1.192MeV

  10. Energia de Limiar: -Q (m + M)/M = 1.192 (14 + 4)/14 = 1.53 MeV Parte da Energia Cinética da partícula incidente  transferida para o núcleo composto (recoil energy).

  11. Energia liberada em uma reação nuclear: aparece como Ecinética dos produtos, distribuída em relação às massas. REAÇÃO EXOÉRGICA 24Mg 23,985045 25Mg 24,985840

  12. Dif: 0,005493 u.m.a. = 5,1 MeV Reações Exoérgicas: não há Energia de Limiar Essas reações poderiam se processar com partículas de Energias muito baixas. Impedimento: Barreira Coulombiana Reações com Nêutrons: não há barreira Coulombiana

  13. Comparação entre reações Nucleares e Reações Químicas: 5,1MeV = 19,5 x 10-14cal 19,5 x 10-14 x 6,02 x1023 = 11,7 x1010cal/at.g Reações Químicas: 105cal/at.g

  14. O valor Q Q = c2 (mr – mp) Q (MeV) = 931 (mr - p) m  u.m.a. Reação Exoérgicas:  mp<  mr , Q > 0 Reação Endoérgicas:  mp >  mr, Q < 0

  15. Reações produzidas por Nêutrons Tipo mais simples de reação nuclear com nêutrons: captura radioativa. Fermi realizou esse processo com o nuclídeo mais leve: e com o mais pesado: + t½ = 23.5min,  = 74 KeV

  16. Captura de nêutrons: formação de núcleo excitado Formas de des-excitação • Emissão de fóton (n, ) • Re-emissão de nêutron (n,n´) • Emissão de próton (n, p) • Emissão de partícula  (n,) Nêutrons de baixa energia: maior probabilidade para a reação (n, ).

  17. Nêutrons de energias mais altas: contribuição das reações (n,p) e (n,) torna-se mais significativa. Item b) (n,n´) Se o núcleo volta imediatamente ao estado fundamental após a emissão de um nêutron: processo idêntico a um espalhamento elástico.

  18. Barreiras para Partículas Carregadas Reação Nuclear: 14N (,p )17O Q = -1.192.MeV EL = 1.53MeV Para que a reação ocorra com bom rendimento, é necessário que a partícula carregada vença a repulsão Coulômbica entre ela e o núcleo.

  19. R1 R2 A “altura” da chamada barreira Coulombiana, é dada por: Sendo: e = 4.8x10-10 u.e.e

  20. Como: 1eV = 1.6 x 10-12 ergs 1MeV = 1.6 x 10-6 ergs Para R em Fermis:

  21. Para o 14N e partícula – R (N) = 1.6 x 141/3 F = 3.86F R () = 1.6 x 41/3 F = 2.54F V = 1.44 x 7 x 2/6.40 = 3.15MeV Devido à transferência de uma parte da energia cinética para o núcleo produto: 3.15 x 18 = 4.0 MeV 14 é a energia cinética que a partícula  deve ter para penetrar o núcleo de 14N e produzir a reação , p.

  22. Partículas - de Rutherford: E > 7 MeV Barreira Coulombiana em torno de um núcleo para prótons e dêuterons: metade daquela obtida para a partícula -: Para os elementos mais pesados: V aproximadamente 12 MeV para prótons aproximadamente 25 MeV para partículas -

  23. Núcleo composto-complexo ativado Ex.: 27Al + n  28Al* Formas de des-excitação: p27Mg 24Na 28*Al  28Al 2n 26Al

  24. Seção de Choque I I-dI dx I: nº de partículas incidentes/unidade de tempo N: nº de núcleos/cm3 do alvo -dI  N I dx -dI= t N dx I 1/cm3 cm

  25. t:secção de choque total   cm2 Dimensões dos núcleos mais pesados  10-12cm t : área geométrica dos núcleos Unidade: Barn = 10-24 cm2 1 mb = 10-27cm2 1ub = 10-30 cm2

  26. Fissão Nuclear 1. Descoberta da Fissão Nuclear Grupo de Fermi (1935-39): bombardeamento com nêutrons de um grande número de elementos

  27. No caso do Urânio Elemento trans-urânico  emissor de partículas 

  28. Setembro de 1939: Bohr e Wheeler: Demonstram teoricamente que a fissão do U-235 devia ocorrer com nêutrons lentos e a do 238U e 232Th com nêutrons de energia mais alta (acima de 1MeV).

More Related