La réaction nucléaire suivante s'est produite 27 18. Réactions nucléaires (tâches). Qu'est-ce que l'énergie de liaison nucléaire

Théorie: Les réactions nucléaires obéissent aux lois de conservation de la masse et de la charge.
La masse totale avant la réaction est égale à la masse totale après la réaction, la charge totale avant la réaction est égale à la charge totale après la réaction.
Par exemple:
Les isotopes sont des variétés d'un élément chimique donné qui diffèrent par la masse de leurs noyaux atomiques. ceux. Les nombres de masse sont différents, mais les nombres de charges sont les mêmes.

La figure montre la chaîne de transformations de l'uranium 238 en plomb 206. À l’aide des données de la figure, sélectionnez-en deux correctes dans la liste d’énoncés proposée. Indiquez leurs numéros.

1) Dans la chaîne de transformation de l'uranium 238 en plomb 206 stable, six noyaux d'hélium sont libérés.
2) Le polonium-214 a la demi-vie la plus courte de la chaîne présentée de transformations radioactives.
3) Le plomb de masse atomique 206 subit une désintégration alpha spontanée.
4) L'uranium 234, contrairement à l'uranium 238, est un élément stable.
5) La transformation spontanée du bismuth-210 en polonium-210 s'accompagne de l'émission d'un électron.
Solution: 1) Dans la chaîne de transformation de l'uranium 238 en plomb 206 stable, non pas six, mais huit noyaux d'hélium sont libérés.
2) Le polonium-214 a la demi-vie la plus courte de la chaîne présentée de transformations radioactives. Le diagramme montre que le temps est le plus court pour le polonium-214
3) Le plomb de masse atomique 206 ne subit pas de désintégration alpha spontanée, il est stable.
4) L'uranium 234, contrairement à l'uranium 238, n'est pas un élément stable.
5) La transformation spontanée du bismuth-210 en polonium-210 s'accompagne de l'émission d'un électron. Parce qu'une particule bêta a été libérée.
Répondre: 25
Mission OGE en physique (fipi) : Quelle particule X a été libérée à la suite de la réaction ?

Solution: masse avant la réaction 14 + 4 = 18 amu, charge 7e + 2e = 9e, pour que la loi de conservation de la masse et de la charge soit satisfaite, la particule X doit avoir 18 - 17 = 1 amu. et 9e - 8e = 1e, donc la particule X est un proton.
Répondre: 4
Mission OGE en physique (fipi) : Le noyau du thorium est devenu un noyau de radium. Quelle particule a été émise par le noyau du thorium ?

3) particule alpha
4) Particule β
Solution: La masse a changé de 4 et la charge de 2, donc le noyau du thorium a émis une particule alpha.
Répondre: 3
Mission OGE en physique (fipi) :

1) particule alpha
2) électron

Solution: En utilisant la loi de conservation de la masse et de la charge, nous voyons que la masse de l'élément est de 4 et la charge est de 2, c'est donc une particule alpha.
Répondre: 1
Mission OGE en physique (fipi) :

1) particule alpha
2) électron

Solution: En utilisant la loi de conservation de la masse et de la charge, nous voyons que la masse de l'élément est de 1 et que la charge est de 0, c'est donc un neutron.
Répondre: 4
Mission OGE en physique (fipi) :

3) électron
4) particule alpha
Solution: Une particule gamma n'a ni masse ni charge, donc la particule inconnue a une masse et une charge égales à 1, la particule inconnue est un proton.
Répondre: 1
Lorsqu’un neutron est capturé par un noyau, un isotope radioactif se forme. Lors de cette transformation nucléaire, il émet

4) électron
Solution:Écrivons la réaction de capture
+ -> + ? .
En utilisant la loi de conservation de la masse et de la charge, nous voyons que la masse de l'élément inconnu est de 4 et que la charge est de 2, c'est donc une particule alpha.

1. Énumérez plusieurs réactions nucléaires dans lesquelles l’isotope 8Be peut se former.

2. Quelle énergie cinétique minimale dans le système de laboratoire Tmin doit avoir un neutron pour que la réaction 16 O(n,α) 13 C devienne possible ?

3. La réaction 6 Li(d,α) 4 He est-elle endothermique ou exothermique ? Les énergies de liaison spécifiques des noyaux en MeV sont données : ε(d) = 1,11 ; ε() = 7,08 ; ε(6 Li) = 5,33.

4. Déterminer les seuils de pores T pour les réactions de photoclivage 12 C.

γ + 12 C → 11 C + n
γ + 12 C → 11 V + r
γ + 14 C → 12 C + n + n

5. Déterminer les seuils de réaction : 7 Li(p,α) 4 He et 7 Li(p,γ) 8 Be.

6. Déterminez quelle énergie minimale un proton doit avoir pour que la réaction p + d → p + p + n devienne possible. Des masses excédentaires sont données. Δ(1 H) = 7,289 MeV, Δ(2 H) = 13,136 MeV,
Δ(n) = 8,071 MeV.

7. Des réactions sont-elles possibles :

α + 7 Li → 10 B + n ;
α + 12 C → 14 N + d

sous l'influence de particules α d'énergie cinétique T = 10 MeV ?

8. Identifiez la particule X et calculez les énergies de réaction Q dans les cas suivants :

1. 35 Cl + X → 32 S + α ;	4. 23 Na + p → 20 Ne + X ;
2. 10 B + X → 7 Li + α ;	5. 23 Na + d → 24 Mg + X ;
3. 7 Li + X → 7 Be + n ;	6. 23 Na + d → 24 Na + X.

9. Quelle énergie minimale Tmin doit avoir un deuton pour exciter un état d'énergie Eexc = 1,75 MeV suite à une diffusion inélastique sur un noyau de 10 B ?

10. Calculer le seuil de réaction : 14 N + α→ 17 O + p, dans deux cas, si la particule incidente est :
1) particule α,
2) Noyau 14 N. Énergie de réaction Q = 1,18 MeV. Expliquez le résultat.

1. d(p,γ) 3 He;	5. 32S(y,p)31P;
2. d(d, 3Il)n;	6. 32 (y, n) 31 S;
3. 7Li(p,n)7Be;	7. 32S(γ,α)28Si;
4. 3 He(α,γ) 7 Être;	8. 4 He(α,p) 7Li;

12. Quels noyaux peuvent se former à la suite de réactions sous l'influence de : 1) des protons d'une énergie de 10 MeV sur une cible de 7 Li ; 2) 7 noyaux Li d'une énergie de 10 MeV sur une cible hydrogène ?

13. Le noyau 7 LI capture un neutron lent et émet un quantum γ. Quelle est l’énergie d’un quantum γ ?

14. Déterminer dans un système de laboratoire l'énergie cinétique du noyau 9 Be formé à une valeur seuil de l'énergie neutronique dans la réaction 12 C(n,α) 9 Be.

15. Lorsqu'une cible de bore naturel était irradiée, l'apparition d'isotopes radioactifs avec des demi-vies de 20,4 min et 0,024 s était observée. Quels isotopes se sont formés ? Quelles réactions ont conduit à la formation de ces isotopes ?

16. Une cible naturelle en bore est bombardée de protons. Après la fin de l'irradiation, le détecteur de particules a enregistré une activité de 100 Bq. Après 40 minutes, l'activité de l'échantillon a diminué jusqu'à environ 25 Bq. Quelle est la source de l'activité ? Quelle réaction nucléaire se produit ?

17. Une particule α avec une énergie cinétique T = 10 MeV subit une collision frontale élastique avec un noyau de 12 C. Déterminez l'énergie cinétique en hp. 12 noyaux C T C après collision.

18. Déterminer les énergies maximale et minimale des noyaux 7 Be formés lors de la réaction
7 Li(p,n) 7 Be (Q = -1,65 MeV) sous l'influence de protons accélérés d'énergie T p = 5 MeV.

19. -Les particules émises sous un angle θ inélastique = 30 0 à la suite de la réaction de diffusion inélastique avec excitation de l'état du noyau 12 C avec une énergie E exc = 4,44 MeV, ont la même énergie en hp que celles diffusées élastiquement sur le même noyau α- particules sous un angle θ contrôle = 45 0. Déterminez l’énergie des particules α incidentes sur la cible.

20. Les particules α d'énergie T = 5 MeV interagissent avec le noyau stationnaire de 7 Li. Déterminer l'ampleur des impulsions dans le S.C.I. générées à la suite de la réaction du neutron 7 Li (α, n) 10 B p α et du noyau 10 B p Be.

21. En utilisant la réaction 32 S(α,p) 35 Cl, les états excités de basse altitude de 35 Cl (1,219 ; 1,763 ; 2,646 ; 2,694 ; 3,003 ; 3,163 MeV) sont étudiés. Lequel de ces états sera excité par un faisceau de particules α d’une énergie de 5,0 MeV ? Déterminez les énergies des protons observées dans cette réaction aux angles 0 0 et 90 0 à E = 5,0 MeV.

22. À l'aide du diagramme d'impulsion, obtenez la relation entre les angles en hp. et S.C.I.

23. Un proton d'énergie cinétique T a = 5 MeV heurte un noyau de 1 H et y est dispersé élastiquement. Déterminer l'énergie T B et l'angle de diffusion θ B du noyau de recul 1 N, si l'angle de diffusion du proton θ b = 30 0.

24. La réaction t(d,n)α est largement utilisée pour produire des neutrons. Déterminer l'énergie des neutrons T n émis sous un angle de 90 0 dans un générateur de neutrons utilisant des deutons accélérés à une énergie T d = 0,2 MeV.

25. Pour produire des neutrons, la réaction 7 Li(p,n) 7 Be est utilisée. Énergie protonique T p = 5 MeV. L'expérience nécessite des neutrons d'énergie T n = 1,75 MeV. Sous quel angle θ n par rapport à la direction du faisceau de protons les neutrons avec une telle énergie seront-ils émis ? Quelle sera la propagation des énergies neutroniques ΔT s'ils sont isolés à l'aide d'un collimateur de 1 cm situé à une distance de 10 cm de la cible.

26. Déterminer le moment orbital du tritium l t formé dans la réaction 27 Al(,t) 28 Si, si le moment orbital de la particule α incidente l α = 0.

27. À quel moment cinétique orbital relatif d'un proton la réaction nucléaire p + 7 Li → 8 Be * → α + α est-elle possible ?

28. Avec quel moment orbital l p les protons peuvent-ils être émis dans la réaction 12 C(,p) 11 B, si : 1) le noyau final est formé dans l'état fondamental et un photon E2 est absorbé ; 2) le noyau final est formé à l'état 1/2 +, et le photon M1 est absorbé ; 3) le noyau final est formé dans l'état fondamental et le photon E1 est absorbé ?

29. À la suite de l'absorption d'un -quantum par le noyau, un neutron avec un moment orbital l n = 2 est émis. Déterminez la multipolité du -quantum si le noyau final est formé dans l'état fondamental.

30. Le noyau 12 C absorbe un quantum γ, ce qui entraîne l'émission d'un proton avec un moment orbital l = 1. Déterminer la multipolité du quantum γ absorbé si le noyau final est formé dans l'état fondamental ?

31. Déterminer le moment orbital du deuton l d dans la réaction de capture 15 N(n,d) 14 C, si le moment orbital du neutron l n = 0.

33. Le noyau 40Ca absorbe le quantum γ E1. Quelles transitions à particule unique sont possibles ?

34. Le noyau 12C absorbe le quantum γ E1. Quelles transitions à particule unique sont possibles ?

35. Est-il possible d'exciter un état de caractéristiques J P = 2 + , I = 1 dans la réaction de diffusion inélastique de deutons sur un noyau de 10 V ?

36. Calculez la section efficace de diffusion d'une particule avec une énergie de 3 MeV dans le champ coulombien du noyau 238 U dans la plage d'angle de 150 0 à 170 0.

37. Une plaque d'or d'une épaisseur de d = 0,1 mm est irradiée par un faisceau de particules α d'une intensité de N 0 = 10 3 particules/s. Énergie cinétique des particules T = 5 MeV. Combien de particules α par unité d'angle solide tombent par seconde sur un détecteur situé à un angle = 170 0 ? Densité de l'or ρ = 19,3 g/cm3.

38. Un faisceau collimaté de particules α d'énergie T = 10 MeV tombe perpendiculairement sur une feuille de cuivre d'une épaisseur de δ = 1 mg/cm 2. Les particules diffusées selon un angle = 30 sont détectées par un détecteur de surface S = 1 cm 2 situé à une distance l = 20 cm de la cible. Quelle fraction du nombre total de particules α dispersées sera enregistrée par le détecteur ?

39. Lors de l'étude de la réaction 27 Al(p,d) 26 Al sous l'influence de protons d'énergie T p = 62 MeV dans le spectre des deutons mesuré sous un angle θ d = 90 à l'aide d'un détecteur à angle solide
dΩ = 2·10 -4 sr, des pics d'énergies T d = 45,3 ont été observés ; 44.32 ; 40,91 MeV. Avec une charge totale de protons q = 2,19 mC incidente sur une cible d'une épaisseur de δ = 5 mg/cm2, le nombre de coups N dans ces pics était respectivement de 5 180, 1 100 et 4 570. Déterminer les énergies des niveaux du noyau 26 Al dont l'excitation a été observée dans cette réaction. Calculer les sections efficaces différentielles dσ/dΩ de ces processus.

40. La section efficace intégrale pour la réaction 32 S(γ,p) 31 P avec formation du noyau final 31 P dans l'état fondamental à une énergie des quanta γ incidents égale à 18 MeV est de 4 mb. Estimer la valeur de la section efficace intégrale de la réaction inverse 31 P(p,γ) 32 S, correspondant à la même énergie d'excitation du noyau 32 S que dans la réaction 32 S(γ,p) 31 P. Prendre en compte que cette excitation est supprimée en raison de la transition γ vers l'état fondamental.

41. Calculer l'intensité du faisceau de neutrons J avec lequel une plaque de 55 Mn d'épaisseur d = 0,1 cm a été irradiée pendant t act = 15 min, si t cool = 150 min après la fin de l'irradiation, son activité I était de 2100 Bq. La demi-vie du 56 Mn est de 2,58 heures, la section efficace d'activation est σ = 0,48 b, la densité de la substance en plaque est ρ = 7,42 g/cm3.

42. La section efficace de réaction différentielle dσ/dΩ sous un angle de 90 0 est de 10 mb/sr. Calculez la valeur de la section efficace intégrale si la dépendance angulaire de la section efficace différentielle a la forme 1+2sinθ.

43. La diffusion des neutrons lents (T n 1 keV) sur le noyau est isotrope. Comment expliquer ce fait ?

44. Déterminez l’énergie d’excitation d’un noyau composé formé lorsqu’une particule α d’énergie T = 7 MeV est capturée par un noyau stationnaire de 10 V.

45. Dans la section efficace de la réaction 27 Al (α,р) 30 Si, des maxima sont observés aux énergies des particules α T 3,95 ; 4,84 et 6,57 MeV. Déterminez les énergies d’excitation du noyau composé correspondant aux maxima de la section efficace.

46. Avec quel moment orbital les protons de Тр = 2 MeV peuvent-ils être diffusés sur le noyau 112 Sn ?

47. Estimer la section efficace pour la formation d'un noyau composé lors de l'interaction de neutrons d'énergie cinétique T n = 1 eV avec des noyaux d'or 197 Au.

48. Estimer la section efficace pour la formation d'un noyau composé lors de l'interaction de neutrons d'énergie cinétique T n = 30 MeV avec des noyaux d'or 197 Au.

Sections: La physique

Classe: 11

Objectifs de la leçon: familiariser les étudiants avec les réactions nucléaires, avec les processus de changement des noyaux atomiques, la transformation de certains noyaux en d'autres sous l'influence de microparticules. Insistez sur le fait qu'il ne s'agit en aucun cas de réactions chimiques consistant à connecter et à séparer des atomes d'éléments les uns des autres, affectant uniquement les coques électroniques, mais une restructuration des noyaux en systèmes de nucléons, la transformation de certains éléments chimiques en d'autres.

La leçon est accompagnée d'une présentation de 21 diapositives (Annexe).

Pendant les cours

Répétition

1. Quelle est la composition des noyaux atomiques ?

NOYAU (atomique)- c'est la partie centrale chargée positivement de l'atome, dans laquelle est concentrée 99,96 % de sa masse. Le rayon du noyau est d'environ 10 à 15 m, ce qui est environ cent mille fois inférieur au rayon de l'atome entier, déterminé par la taille de sa coquille électronique.

Le noyau atomique est constitué de protons et de neutrons. Leur nombre total dans le noyau est désigné par la lettre UN et s'appelle le nombre de masse. Nombre de protons dans le noyau Z détermine la charge électrique du noyau et coïncide avec le numéro atomique de l'élément dans le tableau périodique des éléments D.I. Mendeleïev. Le nombre de neutrons dans un noyau peut être défini comme la différence entre le nombre de masse du noyau et le nombre de protons qu'il contient. Le nombre de masse est le nombre de nucléons présents dans le noyau.

2. Comment expliquer la stabilité des noyaux atomiques ?

FORCES NUCLÉAIRES est une mesure de l'interaction des nucléons dans un noyau atomique. Ce sont ces forces qui retiennent les protons de charge similaire dans le noyau, les empêchant de se disperser sous l’influence de forces électriques répulsives.

3. Nommez les propriétés des forces nucléaires.

Les forces nucléaires ont un certain nombre de propriétés spécifiques :

4. Quelle est l’énergie de liaison d’un noyau ?

ÉNERGIE DE LIAISON DU NOYAU ATOMIQUE est l'énergie minimale requise pour diviser complètement un noyau en nucléons individuels. La différence entre la somme des masses des nucléons (protons et neutrons) et la masse du noyau qui les compose, multipliée par le carré de la vitesse de la lumière dans le vide, est l'énergie de liaison des nucléons dans le noyau. L’énergie de liaison par nucléon est appelée énergie de liaison spécifique.

5. Pourquoi la masse du noyau n'est-elle pas égale à la somme des masses des protons et des neutrons qu'il contient ?

Lorsqu'un noyau est formé de nucléons, l'énergie du noyau diminue, ce qui s'accompagne d'une diminution de la masse, c'est-à-dire que la masse du noyau doit être inférieure à la somme des masses des nucléons individuels qui forment ce noyau.

6. Qu'est-ce que la radioactivité ?

Apprendre du nouveau matériel.

RÉACTION NUCLÉAIRE est le processus d'interaction d'un noyau atomique avec un autre noyau ou particule élémentaire, accompagné d'un changement dans la composition et la structure de A (a, b) B ou A + a → B + b.

Quelles sont les similitudes et les différences entre les réactions nucléaires et la désintégration radioactive ?

Une caractéristique commune réaction nucléaire et désintégration radioactive est la transformation d'un noyau atomique en un autre.

Mais désintégration radioactive est passe spontanément, sans influence extérieure, et réaction nucléaire appelé influence particule bombardante.

Types de réactions nucléaires :

à travers l'étape de formation d'un noyau composé ;
réaction nucléaire directe (énergie supérieure à 10 MeV) ;
sous l'influence de particules diverses : protons, neutrons, ... ;
synthèse nucléaire;
fission nucléaire;
avec absorption et libération d'énergie.

La première réaction nucléaire a été réalisée par E. Rutherford en 1919 dans le cadre d'expériences visant à détecter des protons dans les produits de désintégration nucléaire. Rutherford a bombardé des atomes d'azote avec des particules alpha. Lorsque les particules sont entrées en collision, une réaction nucléaire s'est produite, se déroulant selon le schéma suivant :
14 7 N + 4 2 He → 17 8 O + 1 1 H

Conditions des réactions nucléaires

Pour réaliser une réaction nucléaire sous l'influence d'une particule chargée positivement, il faut que la particule ait une énergie cinétique suffisante pour vaincre l'action des forces de répulsion coulombiennes. Les particules non chargées, telles que les neutrons, peuvent pénétrer dans les noyaux atomiques avec une énergie cinétique arbitrairement faible. Des réactions nucléaires peuvent se produire lorsque les atomes sont bombardés de particules chargées rapidement (protons, neutrons, particules α, ions).

La première réaction consistant à bombarder des atomes avec des particules chargées rapidement a été réalisée en utilisant des protons à haute énergie produits dans un accélérateur en 1932 :
7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He

Cependant, les plus intéressantes pour une utilisation pratique sont les réactions qui se produisent lors de l'interaction des noyaux avec les neutrons. Les neutrons n’ayant aucune charge, ils peuvent facilement pénétrer dans les noyaux atomiques et provoquer leurs transformations. L'éminent physicien italien E. Fermi fut le premier à étudier les réactions provoquées par les neutrons. Il a découvert que les transformations nucléaires sont causées non seulement par des neutrons rapides, mais aussi par des neutrons lents se déplaçant à des vitesses thermiques.

Effectuer une réaction nucléaire sous l’influence chargé positivement les particules sont nécessaires pour la particule avait de l'énergie cinétique, suffisant pour surmonter l'action des forces de répulsion coulombiennes. Les particules non chargées, telles que les neutrons, peuvent pénétrer dans les noyaux atomiques avec une énergie cinétique arbitrairement faible.

Accélérateurs de particules chargées(message étudiant)

Pour pénétrer les secrets du microcosme, l’homme a inventé le microscope. Au fil du temps, il est devenu évident que les capacités des microscopes optiques sont très limitées : ils ne permettent pas de « regarder » dans les profondeurs des atomes. À ces fins, ce ne sont pas les rayons lumineux, mais les faisceaux de particules chargées qui se sont révélés plus appropriés. Ainsi, dans les célèbres expériences d'E. Rutherford, un flux de particules α émises par des médicaments radioactifs a été utilisé. Or, les sources naturelles de particules (substances radioactives) produisent des faisceaux de très faible intensité, l'énergie des particules est relativement faible et, de plus, ces sources sont incontrôlables. Par conséquent, le problème s'est posé de créer des sources artificielles de particules chargées accélérées. Il s'agit notamment des microscopes électroniques, qui utilisent des faisceaux d'électrons d'énergies de l'ordre de 10 5 eV.

Au début des années 30 du XXe siècle, les premiers accélérateurs de particules chargées sont apparus. Dans ces installations, les particules chargées (électrons ou protons), se déplaçant dans le vide sous l'influence de champs électriques et magnétiques, acquièrent une grande réserve d'énergie (accélèrent). Plus l'énergie d'une particule est élevée, plus sa longueur d'onde est courte, de telles particules sont donc plus adaptées pour « sonder » des micro-objets. Dans le même temps, à mesure que l'énergie d'une particule augmente, le nombre d'interconversions de particules qu'elle provoque augmente, conduisant à la naissance de nouvelles particules élémentaires. Il ne faut pas oublier que la pénétration dans le monde des atomes et des particules élémentaires coûte cher. Plus l'énergie finale des particules accélérées est élevée, plus les accélérateurs sont complexes et grands ; leurs tailles peuvent atteindre plusieurs kilomètres. Les accélérateurs existants permettent de produire des faisceaux de particules chargées d'énergies allant de quelques MeV à plusieurs centaines de GeV. L'intensité des faisceaux de particules atteint 10 15 – 10 16 particules par seconde ; dans ce cas, le faisceau peut être focalisé sur une cible d'une superficie de quelques millimètres carrés seulement. Les protons et les électrons sont le plus souvent utilisés comme particules accélérées.

Les accélérateurs les plus puissants et les plus coûteux sont construits à des fins purement scientifiques - pour obtenir et étudier de nouvelles particules, pour étudier l'interconversion des particules. Les accélérateurs d'énergie relativement basse sont largement utilisés en médecine et en technologie - pour le traitement des patients atteints de cancer, pour la production d'isotopes radioactifs, pour améliorer les propriétés des matériaux polymères et à de nombreuses autres fins.

La variété des types d'accélérateurs existants peut être divisée en quatre groupes : les accélérateurs directs, les accélérateurs linéaires, les accélérateurs cycliques et les accélérateurs à collision de faisceaux.

Où se trouvent les accélérateurs ? DANS Doubna(Institut commun de recherche nucléaire) sous la direction de V.I. Veksler, un synchrophasotron a été construit en 1957. DANS Serpoukhov– le synchrophasotron, la longueur de sa chambre à vide annulaire située dans un champ magnétique est de 1,5 km ; énergie des protons 76 GeV. DANS Novossibirsk(Institut de Physique Nucléaire), sous la direction de G.I. Budker, des accélérateurs utilisant des collisions de faisceaux électrons-électrons et électrons-positons (faisceaux de 700 MeV et 7 GeV) ont été mis en service. DANS L'Europe  (CERN, Suisse – France) les accélérateurs fonctionnent avec des faisceaux de protons en collision de 30 GeV et avec des faisceaux de protons-antiprotons de 270 GeV. Actuellement, lors de la construction du Grand collisionneur de hadrons (LHC), à la frontière de la Suisse et de la France, une étape clé des travaux de construction a été achevée : l'installation des aimants supraconducteurs de l'accélérateur de particules.

Le collisionneur est construit dans un tunnel d'un périmètre de 26 650 mètres et à une profondeur d'une centaine de mètres. Les premières collisions d'essai dans le collisionneur devaient avoir lieu en novembre 2007, mais la panne de l'un des aimants survenue lors des travaux d'essai entraînera un certain retard dans le calendrier de mise en service de l'installation. Le Large Hadron Collider est conçu pour rechercher et étudier les particules élémentaires. Une fois lancé, le LHC sera l’accélérateur de particules le plus puissant au monde, dépassant de près d’un ordre de grandeur ses plus proches concurrents. La construction du complexe scientifique du Grand collisionneur de hadrons dure depuis plus de 15 ans. Plus de 10 000 personnes provenant de 500 centres scientifiques à travers le monde sont impliquées dans ces travaux.

Les réactions nucléaires s'accompagnent de transformations énergétiques. Production d'énergie la réaction nucléaire s'appelle la quantité :
Q = (M A+ M B- M C- M D) c 2 = Δ Mc 2 où M Un et M B – masses de produits initiaux, M C et M D – masses de produits de réaction finaux. Valeur Δ M appelé défaut de masse. Des réactions nucléaires peuvent se produire avec la libération de ( Q> 0) ou avec absorption d'énergie ( Q < 0). Во втором случае первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов должна превышать величину |Q|, qui s'appelle seuil de réaction.

Pour qu’une réaction nucléaire produise une production d’énergie positive, énergie de liaison spécifique Les nucléons dans les noyaux des produits initiaux doivent être inférieurs à l'énergie de liaison spécifique des nucléons dans les noyaux des produits finaux. Cela signifie que la valeur Δ M doit être positif.

Mécanisme des réactions nucléaires

Deux étapes d'une réaction nucléaire :

absorption d'une particule par un noyau et formation d'un noyau excité. L'énergie est répartie entre tous les nucléons du noyau ; chacun d'eux représente une énergie inférieure à l'énergie de liaison spécifique, et ils ne peuvent pas pénétrer dans le noyau. Les nucléons échangent de l'énergie entre eux, et l'un d'eux ou un groupe de nucléons peut concentrer une énergie suffisante pour vaincre les forces de liaison nucléaire et être libéré du noyau.
L'émission d'une particule par un noyau se produit de la même manière que l'évaporation d'une molécule à la surface d'une goutte de liquide. L'intervalle de temps entre le moment de l'absorption de la particule primaire par le noyau et le moment de l'émission de la particule secondaire est d'environ 10 à 12 s.

Lois de conservation pour les réactions nucléaires

Lors de réactions nucléaires, plusieurs lois sur la conservation: impulsion, énergie, moment cinétique, charge. En plus de ces lois classiques, dans les réactions nucléaires, la loi de conservation de ce que l'on appelle charge baryonique(c'est-à-dire le nombre de nucléons - protons et neutrons). Un certain nombre d’autres lois de conservation spécifiques à la physique nucléaire et aux particules sont également valables.

Qu'est-ce qu'une réaction nucléaire ?
Quelle est la différence entre une réaction nucléaire et une réaction chimique ?
Pourquoi les noyaux d’hélium formés se séparent-ils dans des directions opposées ?
7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He
La réaction d'émission d'une particule α est-elle une réaction nucléaire ?
Complétez les réactions nucléaires :
- 9 4 Be + 1 1 H → 10 5 B + ?
- 14 7 N + ? → 14 6 C + 1 1 p
- 14 7 N + 4 2 Il → ? + 1 1H
- 27 13 Al + 4 2 Il → 30 15 P + ? (1934 Irène Curie et Frédéric Joliot-Curie obtiennent un isotope radioactif du phosphore)
- ? + 4 2 He → 30 14 Si + 1 1 p
Déterminez la production d’énergie de la réaction nucléaire.
14 7 N + 4 2 He → 17 8 O + 1 1 H
La masse d'un atome d'azote est de 14,003074 amu, d'un atome d'oxygène de 16,999133 amu, d'un atome d'hélium de 4,002603 amu et d'un atome d'hydrogène de 1,007825 amu.