Študentské stránky | Bazár skrípt | Odkazovač | Linky

Hľadaj aj na .sk .cz webe


Jadrová fyzika

Jadrová fyzika sa zaoberá jadrami atómov. Zakladae¾om tohoto vedného odboru bol Becquerel a o jej rozvoj sa zaslúžili Rutherford objavením jadra atómu, Chaddwick objavením protónu rodina Curieová, ktorí študovali žiarenie jadra istých prvkov a ïa¾ší. Existuje viacero spôsobov štúdia jadier elementárnych èastíc, medzi ne patrí napr. Gerigerov-Mullerov poèítaè, hmlová, alebo bublinová komora. Všetky tieto zariadenie fungujú na princípe jonizácie.

Atómové jadro je sústva, zložená z protónov a neutrónov, ktoré sa tiež nazývajú nukleóny. Pre znaèenie atómov jednotlivých prvkov sa používa toto znaèenie

Z je protónové èíslo

A je nukleónové èíslo

Ak dva atómy jedného prvku majú rovnaké protónové èíslo, no lýšia sa nukleónovým èíslom jedná sa o izotopy atómov prvku. Náboj jadra()

 

Na základe porovnania hmotnosti jadra atómu, ktorú dostaneme súètom hmotností nukleónov() s reálnou, experimentálne urèenou hmotnosou jadra() získame vzah

Hmotno jadra je vždy menšia ako súèet hmotností() Z protónov a hmotností() N neutrónov.

Väzbová energia jadra, je energia, ktorá je potrebná na rozdelenie jadra na Z protónov a N neutrónov a tiež na syntézu jadra zo Z protónov a N neutrónov. Hmotnostný úbytok() je velièina, ktorá je daná rozdielom vypoèítanej hmotnosti jadra, teda hmotnost vyplývajúcej zo súètu hmotností protónov a neutrónov a experimentálne dokázanou hmotnosou jadra. Vzah medzi väzbovou energiou a hmotnostným úbytkom:

Pri štúdiu procesov, pri ktorých sa uvo¾ní iba malá èas vnútornej energie jadier sa používa velièina väzbová energia pripadajúca na jeden nukleón(), v jadre s A nukleónmi.

Èím je táto hodnota výššia tým viac energie je potrebné na rozdelenie jadra na nukleóny.

 

 

Rozlièné hodnoty pre rôzne jadrá objasòujú procesy, ktoré prebiehajú v jadrách hviezd, a pri ktorých sa uv¾òuje èas vnútornej energie. Vo hviezdach nastáva proces, kde sa uvo¾òuje energia syntézou ¾ahších jadier na ažšie.

existujú dva deje pri, pri ktorých sa uvo¾òuje jadrová energia. Sú to 1. syntéza ¾ahkých jadier a 2. štiepenie ve¾mi ažkých jadier.

syntéza ¾hkých jadier

 

Energia získaná v prvej rovnici je dodaná do druhej, z ktorej získavame 22,36MeV. Aby mohla by syntéza jadier realizovaná je potrebné ve¾ké množstvo energie. Potrebné množstvo energie je možné získa napr. vo ve¾mi horúcom plyne a vtedy hovoríme o termonukleárnej syntéze.

Strassmann a Hahn robili pokusy, kde ostre¾ovali jadrá Uránu neutrónmi a došli k takýmto rovniciam

Tieto rovnice majú dve veci spoloèné.1. v oboch sa uvo¾òuje okolo 200Mev energir

2. vo väèšine reakcií vznikajú opä neutróny

Pri týchto reakciách vznikajú opä neutróny, ktoré buï spôsobujú, alebo nespôsobujú ïa¾šíe štiepenie. Stredný poèet úèinných neutrónov(k) je priemerný poèet neutrónov schopných štiepenia. Ak je tento poèet väèší ako 1, reazová reakcia sa lavinovite zväèšuje, ak je menší ako 1 reazová reakcia vyhasíòa a ak je rovný 1 reaz. reakcia je stacionárna(poèet štiepení za sekundu je konštantný).

V jadrových reakciách platí zákon zachovania úhrnného elektrického náboja. Pre rozpad neutrónu platí

kde je elektrónové antineutríno

Vo všeobecnsti je možné zapísa jadrovú reakciu takto: Mikroèastica(a) strela dopadá na jadro terèíka(X) a vznikajú èastice b a Y, ktoré sú vo všeobecnosti iné ako pôvodné èastice a,X.

a+X® Y+b

ak je < 0 energia sa uvo¾òuje

ak b=a a Y=X hovoríme o pružnej zrážke

Ak sa pri zrážke zmení štruktúra èastíc ¹ 0 hovoríme o nepružnej zrážke

Zákon zachovania relativistickej hybnosti èastíc reakcie

Zákon zachovania úhrnnej relativistickej energie

Zákon zachovania relativistickej hmotnosti èastíc a však súèet pokojových hmotností sa nezachováva.

 

Pre všetky jadrové procesy boli experimentálne overené zákony zachovania elektrického náboja a poètu nukleónov

kde Z je poèet protónov a A je poèet nukleónov

Jadrové žiarenie sa skladá z troch zložiek: a -zložené z jadier

b - zložené z elektrónov

g -zložené z fotónov s vysokou energiou hf> 10keV

èastice a a b žiarenia sú v látkach brzdené zatia¾ èo èastice g žiarenia sú pohlcované.

Aktivita žiarièa A urèuje poèet premien vo vzorke urèitého rádionuklidu za 1s. Jednotkou aktivity je becquerel= 1 premen za 1 sekundu. Aktivita žiarièa sa èasom zmenšuje, platí

kde A(t) je aktivita žiarièa v èase t , A(0) je aktivita žiarièa v èase t=0 a l je rozpadová konštatnta.

Jadrová premena je náhodný proces, ktorý sa sa uskutoèòuje s istou pravdepodobnosou.

Závislos medzi aktivitou a poètom jadier nuklidu

A(t)= l N(t)

a

Projekt hostuje Slovaknet.
Ubytovanie | Kúpele | Austrália | Práca v Kanade | Catering | Last minute dovolenka