1 / 14

Nuklearne reakcije

Nuklearne reakcije. Radioaktivni raspadi - spontani nuklearni procesi (reakcije). Prva umjetna nuklearna reakcija (Rutherford 1919.):. 14 N (  ,p ) 17 O. projektil. meta. Očuvanje naboja:. 2 + 7. = 8 + 1. Očuvanje nukleona:. 4 + 14. = 17 + 1.

kristin-elpida
Download Presentation

Nuklearne reakcije

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. Nuklearne reakcije Radioaktivni raspadi - spontani nuklearni procesi (reakcije) Prva umjetna nuklearna reakcija (Rutherford 1919.): 14N (,p)17O projektil meta Očuvanje naboja: 2 + 7 = 8 + 1 Očuvanje nukleona: 4 + 14 = 17 + 1

  2. Očuvanje energije:m1c2 + Ek1 + E1 = m2 c2 + Ek2 + E 2 mc2– energija mirovanja Ek – kinetička energija E - energija fotona uc2 = 1,66056510-27 kg(2,9979108 m s-1)2 = 1,492410-10 J uc2 = 931,5MeV Očuvanje količine gibanja: p1 = p2

  3. Primjer 1: Koju najmanju energiju mora imati  kvant da bi izazvao (,n) reakciju na ? Rješenje: 0 + 12 = Z + 0 Z = 12 E + mMg24c2 = mMg23c2+ mnc2 0 + 24 = A + 1 E = (mMg23 + mn - mMg24)c2 A = 23 E = (22,98754 u + 1,00866 u - 23,97874 u)c2 = 0,01746 uc2= 0,01746931,5 MeV E = 16,3 MeV

  4. Primjer 2: Reakcija (n,) na nastaje bombardiranjem bora sporim neutronima. • Kolika se energija oslobodi tom reakcijom? mnc2 + mBc2 = mLic2+ mHec2 + Ek Ek = mnc2 + mBc2 - mLic2 - mHec2 Ek = (mn + mB - mLi– mHe)c2 Ek = (1,00866 u + 10,01019 u - 7,01436 u - 4,00150 u)c2 = 0,00299 u c2 = 0,00299931,5 MeV Ek = 2,8 MeV

  5. b) Kolika je kinetička energija svake od nastalih čestica? EkLi + EkHe = Ek pLi = pHe EkLi = 1,0 MeV EkHe = Ek - EkLi = 2,8 MeV - 1,0 MeV EkHe = 1,8 MeV

  6. Primjer 3: U reakcijijezgra berilija je nepokretna, dok je kinetička energija čestice 5,3 MeV. Neutron odlijeće okomito na smjer gibanja čestice. Odredite kinetičke energije produkata reakcije. (mBe = 9,00999 u, mHe = 4,00150 u, mC = 11,99670 u, mn =1,00866 u) Rješenje: Ek = 5,3 MeV mBec2 + mHec2 + Ek = mCc2 + EkC + mnc2 + Ekn EkC , Ekn= ? EkC + Ekn = mBec2 + mHec2 + Ek - mCc2 - mnc2 EkC + Ekn = (mBe + mHe - mC – mn)c2 + Ek = (9,00999 u + 4,00150 u - 11,99670 u - 1,00866 u)· c2 + 5,3 MeV = 0,00613 u c2 + 5,3 MeV EkC + Ekn = 11 MeV

  7. pC pn p 2EkCmC - 2Eknmn = 2EkmHe EkCmC - Eknmn = EkmHe 11,99670EkC – 1,00866Ekn = 5,3 MeV4,00150 u EkC = 11 MeV - Ekn 11,99670 u(11 MeV - Ekn) – 1,00866Ekn = 21,21 MeV u EkC = 2,5 MeV Ekn = 8,5 MeV

  8. Zadatak 1: Odredite X u sljedećim reakcijama: A= 239 a) Z= 93 A= 105 b) Z= 47 A= 222 c) Z= 86 A= 15 d) Z= 7

  9. Zadatak 2: Oslobađa li se ili troši energija pri nuklearnoj reakciji: Koliki je iznos energije? mO = 15,99052 u, mH = 2,01355 u, mN = 13,99922 u, mHe = 4,00150 u. Rješenje: moc2 + mHc2 + Ek1 = mN c2 + mHec2 + Ek2 Ek = Ek2 – Ek1 = (mo + mH - mN – mHe)c2 = (15,99052 u + 2,01355 u – 13,99922 u – 4,00150 u)c2 = 0,000335 uc2 = 0,000335931,5 MeV E = 3,12 MeV >0 Energija se oslobađa.

  10. Zadatak 3: Jezgra kalija 40K izbaci γfoton energije 1,46 MeV. Koliku kinetičku energiju dobije jezgra nakon emitiranja γ fotona ako jeprije toga mirovala? Rješenje: E = 1,46 MeV Ek = ? pj = p E = pc = 2,8610-5 MeV Ek = 28,6 eV

  11. Zadatak 4: U reakciji: jezgra helija odlijeće okomito na smjer upadnog protona. Odredite kinetičke energije protona i jezgre helija ako je kinetička energija jezgre litija 2,18 MeV. ( mBe = 9,00999 u, mH= 1,00728 u, mHe = 4,00150 u, mLi = 6,01348 u) Rješenje: pLi EkLi = 2,18 MeV pHe pH 2EkLimLi = 2EkHemHe + 2EkHmH EkLimLi = EkHemHe + EkHmH 2,18 MeV6,01348 u = 4,00150 uEkHe + 1,00728 uEkH

  12. 13,11 MeV u = 4,00150 uEkHe + 1,00728 uEkH mBec2 + mHc2 + EkH = mHec2 + EkHe + mLic2 + EkLi EkH- EkHe = (mHe + mLi – mBe - mH)c2 + EkLi = (4,00150 u + 6,01348u – 9,00999 u – 1,00728)c2+ 2,18 MeV = 2,18 MeV - 0,00229uc2 = 2,18 MeV - 2,13MeV EkH – EkHe = 0,05MeV EkH = EkHe + 0,05MeV 13,11 MeV u = 4,00150 uEkHe + 1,00728 uEkH 13,11 MeV u = 4,00150 uEkHe + 1,00728 u(EkHe + 0,05 MeV) EkHe = 2,61MeV EkH = 2,66MeV

  13. Zadatak 5: Na mirnu jezgru litija 7Li naleti proton kinetičke energije 0,5 MeV, pri čemu nastanu dvije čestice jednakih kinetičkih energija: 7Li + p 2. Izračunajte: a) kinetičku energiju svake od čestica b) količine gibanja protona i čestica c) kut između smjerova raspršenja čestica. (mLi = 7,01436 u, mp = 1,00728 u, m= 4,00150 u) Rješenje: Ekp = 0,5 MeV a) mLic2 + mpc2 + Ekp = 2mc2 + 2Ek Ek = 8,93 MeV

  14. p  p b) pp = 1,6410-20 kg m s-1 p = 1,3810-19 kg m s-1 c) pp/2  = 173o

More Related