Reaksi nuklir berikut terjadi 27 18. Reaksi nuklir (tugas). Apa itu energi ikat nuklir

Teori: Reaksi nuklir mematuhi hukum kekekalan massa dan muatan.
Massa total sebelum reaksi sama dengan massa total setelah reaksi, total muatan sebelum reaksi sama dengan total muatan setelah reaksi.
Misalnya:
Isotop adalah jenis unsur kimia tertentu yang berbeda dalam massa inti atomnya. itu. Nomor massanya berbeda, tetapi nomor muatannya sama.

Gambar tersebut menunjukkan rantai transformasi uranium-238 menjadi timbal-206. Dengan menggunakan data pada gambar, pilih dua pernyataan yang benar dari daftar pernyataan yang diusulkan. Tunjukkan nomor mereka.

1) Dalam rantai transformasi uranium-238 menjadi timbal-206 yang stabil, enam inti helium dilepaskan.
2) Polonium-214 memiliki waktu paruh terpendek dalam rantai transformasi radioaktif yang disajikan.
3) Timbal dengan massa atom 206 mengalami peluruhan alfa secara spontan.
4) Uranium-234, tidak seperti uranium-238, adalah unsur stabil.
5) Transformasi spontan bismut-210 menjadi polonium-210 disertai dengan emisi elektron.
Larutan: 1) Dalam rantai transformasi uranium-238 menjadi timbal-206 yang stabil, bukan enam, tetapi delapan inti helium yang dilepaskan.
2) Polonium-214 memiliki waktu paruh terpendek dalam rantai transformasi radioaktif yang disajikan. Diagram menunjukkan bahwa waktu terpendek untuk polonium-214
3) Timbal dengan massa atom 206 tidak mengalami peluruhan alfa secara spontan, melainkan stabil.
4) Uranium-234, tidak seperti uranium-238, bukanlah unsur yang stabil.
5) Transformasi spontan bismut-210 menjadi polonium-210 disertai dengan emisi elektron. Karena partikel beta dilepaskan.
Menjawab: 25
Tugas OGE fisika (fipi): Partikel X manakah yang dilepaskan sebagai hasil reaksi?

Larutan: massa sebelum reaksi 14 + 4 = 18 sma, muatan 7e + 2e = 9e, agar hukum kekekalan massa dan muatan terpenuhi, partikel X harus mempunyai 18 - 17 = 1 sma. dan 9e - 8e = 1e, maka partikel X adalah proton.
Menjawab: 4
Tugas OGE fisika (fipi): Inti thorium menjadi inti radium. Partikel apa yang dipancarkan inti thorium?

3) partikel alfa
4) partikel β
Larutan: Massa berubah sebesar 4 dan muatan sebesar 2, oleh karena itu, inti thorium memancarkan partikel alfa.
Menjawab: 3
Tugas OGE fisika (fipi):

1) partikel alfa
2) elektron

Larutan: Dengan menggunakan hukum kekekalan massa dan muatan, kita melihat bahwa massa suatu unsur adalah 4, dan muatannya adalah 2, oleh karena itu, unsur tersebut merupakan partikel alfa.
Menjawab: 1
Tugas OGE fisika (fipi):

1) partikel alfa
2) elektron

Larutan: Dengan menggunakan hukum kekekalan massa dan muatan, kita melihat bahwa massa suatu unsur adalah 1, dan muatannya adalah 0, oleh karena itu, unsur tersebut adalah neutron.
Menjawab: 4
Tugas OGE fisika (fipi):

3) elektron
4) partikel alfa
Larutan: Partikel gamma tidak mempunyai massa dan muatan, oleh karena itu partikel yang tidak diketahui mempunyai massa dan muatan sama dengan 1, partikel yang tidak diketahui tersebut adalah proton.
Menjawab: 1
Ketika neutron ditangkap oleh inti, isotop radioaktif terbentuk. Selama transformasi nuklir ini, ia mengeluarkan emisi

4) elektron
Larutan: Mari kita tuliskan reaksi penangkapannya
+ -> + ? .
Dengan menggunakan hukum kekekalan massa dan muatan, kita melihat bahwa massa suatu unsur yang tidak diketahui adalah 4, dan muatannya adalah 2, oleh karena itu, ia merupakan partikel alfa.

1. Sebutkan beberapa reaksi nuklir yang dapat membentuk isotop 8Be.

2. Berapa energi kinetik minimum dalam sistem laboratorium Tmin yang harus dimiliki sebuah neutron agar reaksi 16 O(n,α) 13 C dapat terjadi?

3. Apakah reaksi 6 Li(d,α) 4 He bersifat endoterm atau eksoterm? Energi ikat spesifik inti dalam MeV diberikan: ε(d) = 1,11; ε() = 7,08; ε(6 Li) = 5,33.

4. Tentukan ambang pori T untuk reaksi pembelahan foto 12 C.

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

5. Tentukan ambang reaksi: 7 Li(p,α) 4 He dan 7 Li(p,γ) 8 Be.

6. Tentukan energi minimum yang harus dimiliki proton agar reaksi p + d → p + p + n menjadi mungkin. Massa berlebih diberikan. Δ(1 jam) = 7,289 MeV, Δ(2 jam) = 13,136 MeV,
Δ(n) = 8,071 MeV.

7. Apakah reaksi mungkin terjadi:

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

di bawah pengaruh partikel α dengan energi kinetik T = 10 MeV?

8. Identifikasi partikel X dan hitung energi reaksi Q dalam kasus berikut:

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

9. Berapa energi minimum Tmin yang harus dimiliki sebuah deuteron agar dapat mengeksitasi keadaan dengan energi Eexc = 1,75 MeV akibat hamburan inelastis pada inti 10 B?

10. Hitung ambang batas reaksi: 14 N + α→ 17 O + p, dalam dua kasus, jika partikel yang datang adalah:
1) partikel α,
2) Inti 14 N. Energi reaksi Q = 1,18 MeV. Jelaskan hasilnya.

1. d(p,γ) 3 Dia;	5. 32 S(γ,p) 31 P;
2. d(d, 3 Dia)n;	6. 32 (γ,n) 31 S;
3. 7 Li(p,n) 7 Menjadi;	7. 32 S(γ,α) 28 Si;
4. 3 Dia(α,γ) 7 Menjadi;	8. 4 Dia(α,p) 7 Li;

12. Inti atom apa yang dapat terbentuk sebagai hasil reaksi di bawah pengaruh: 1) proton dengan energi 10 MeV pada target 7 Li; 2) Inti 7 Li dengan energi 10 MeV pada target hidrogen?

13. Inti 7 LI menangkap neutron lambat dan memancarkan γ-kuantum. Berapa energi γ-kuantum?

14. Tentukan dalam sistem laboratorium energi kinetik inti 9 Be yang terbentuk pada nilai ambang energi neutron pada reaksi 12 C(n,α) 9 Be.

15. Ketika target boron alami diiradiasi, penampakan isotop radioaktif dengan waktu paruh 20,4 menit dan 0,024 detik diamati. Isotop apa yang terbentuk? Reaksi apa yang menyebabkan terbentuknya isotop-isotop ini?

16. Target boron alami dibombardir dengan proton. Setelah iradiasi berakhir, detektor partikel mencatat aktivitas 100 Bq. Setelah 40 menit, aktivitas sampel menurun hingga ~25 Bq. Apa sumber kegiatannya? Reaksi nuklir apa yang terjadi?

17. Sebuah partikel α dengan energi kinetik T = 10 MeV mengalami tumbukan lenting langsung dengan inti 12 C. Tentukan energi kinetik dalam hp. 12 inti C T C setelah tumbukan.

18. Tentukan energi maksimum dan minimum inti 7 Be yang terbentuk pada reaksi tersebut
7 Li(p,n) 7 Be (Q = -1,65 MeV) di bawah pengaruh proton yang dipercepat dengan energi T p = 5 MeV.

19. -Partikel yang dipancarkan dengan sudut θ inelastis = 30 0 akibat reaksi hamburan inelastis dengan eksitasi keadaan inti 12 C dengan energi E exc = 4,44 MeV, mempunyai energi yang sama dalam hp dengan energi yang tersebar secara elastis pada partikel yang sama. inti α- partikel dengan sudut kontrol = 45 0. Tentukan energi partikel α yang mengenai sasaran.

20. Partikel α dengan energi T = 5 MeV berinteraksi dengan inti stasioner 7 Li. Tentukan besarnya pulsa pada S.C.I yang dihasilkan dari reaksi 7 Li(α,n) 10 B neutron p α dan 10 B p Be inti.

21. Dengan menggunakan reaksi 32 S(α,p) 35 Cl, keadaan tereksitasi dataran rendah 35 Cl (1,219; 1,763; 2,646; 2,694; 3,003; 3,163 MeV) dipelajari. Manakah dari keadaan berikut yang akan tereksitasi oleh seberkas partikel α dengan energi 5,0 MeV? Tentukan energi proton yang diamati dalam reaksi ini pada sudut 0 0 dan 90 0 pada E = 5,0 MeV.

22. Dengan menggunakan diagram impuls, dapatkan hubungan antar sudut dalam hp. dan sains.

23. Sebuah proton dengan energi kinetik T a = 5 MeV menumbuk inti 1 H dan tersebar secara elastik di atasnya. Tentukan energi T B dan sudut hamburan θ B inti mundur 1 N, jika sudut hamburan proton θ b = 30 0.

24. Reaksi t(d,n)α banyak digunakan untuk menghasilkan neutron. Tentukan energi neutron T n yang dipancarkan pada sudut 90 0 pada generator neutron dengan menggunakan deuteron yang dipercepat hingga energi T d = 0,2 MeV.

25. Untuk menghasilkan neutron digunakan reaksi 7 Li(p,n) 7 Be. Energi proton T p = 5 MeV. Percobaan tersebut membutuhkan neutron dengan energi T n = 1,75 MeV. Pada sudut berapa θ n relatif terhadap arah berkas proton neutron dengan energi sebesar itu akan dipancarkan? Berapakah perambatan energi neutron ΔT jika diisolasi menggunakan kolimator 1 cm yang terletak pada jarak 10 cm dari sasaran.

26. Tentukan momen orbital tritium l t yang terbentuk pada reaksi 27 Al(,t) 28 Si, jika momen orbital partikel datang l α = 0.

27. Pada momentum sudut orbital relatif proton manakah reaksi nuklir p + 7 Li → 8 Be * → α + α mungkin terjadi?

28. Dengan momentum orbital l p berapa proton dapat dipancarkan dalam reaksi 12 C(,p) 11 B, jika: 1) inti akhir terbentuk dalam keadaan dasar, dan foton E2 diserap; 2) inti akhir terbentuk dalam keadaan 1/2+, dan foton M1 diserap; 3) inti akhir terbentuk dalam keadaan dasar, dan foton E1 diserap?

29. Akibat penyerapan -kuantum oleh inti, dihasilkan sebuah neutron dengan momentum orbital l n = 2. Tentukan multipolitas -kuantum jika inti akhir terbentuk dalam keadaan dasar.

30. Inti 12 C menyerap γ-kuantum, akibatnya proton dengan momentum orbital l = 1 dipancarkan.Tentukan multipolitas γ-kuantum yang diserap jika inti akhir terbentuk dalam keadaan dasar?

31. Tentukan momentum orbital deuteron l d pada reaksi pickup 15 N(n,d) 14 C, jika momentum orbital neutron l n = 0.

33. Inti 40 Ca menyerap kuantum E1. Transisi partikel tunggal apa yang mungkin terjadi?

34. Inti 12 C menyerap kuantum E1. Transisi partikel tunggal apa yang mungkin terjadi?

35. Apakah mungkin untuk mengeksitasi keadaan dengan karakteristik J P = 2 + , I = 1 dalam reaksi hamburan inelastis deuteron pada inti 10 V?

36. Hitung penampang hamburan suatu partikel berenergi 3 MeV dalam medan Coulomb inti 238 U dalam rentang sudut 150 0 hingga 170 0.

37. Sebuah pelat emas dengan ketebalan d = 0,1 mm disinari berkas partikel α dengan intensitas N 0 = 10 3 partikel/s. Energi kinetik -partikel T = 5 MeV. Berapa banyak partikel α per satuan sudut padat yang jatuh per detik ke detektor yang terletak pada sudut = 170 0? Massa jenis emas ρ = 19,3 g/cm3.

38. Seberkas partikel α yang terkolimasi dengan energi T = 10 MeV jatuh tegak lurus pada kertas tembaga dengan ketebalan δ = 1 mg/cm 2. Partikel yang tersebar dengan sudut = 30 dideteksi oleh detektor dengan luas S = 1 cm 2 yang terletak pada jarak l = 20 cm dari sasaran. Berapa bagian dari jumlah partikel α yang tersebar yang akan terekam oleh detektor?

39. Saat mempelajari reaksi 27 Al(p,d) 26 Al di bawah pengaruh proton dengan energi T p = 62 MeV dalam spektrum deuteron diukur pada sudut θ d = 90 menggunakan detektor sudut padat
dΩ = 2·10 -4 sr, puncak dengan energi T d = 45,3 teramati; 44,32; 40,91 MeV. Dengan muatan total proton q = 2,19 mC yang mengenai target dengan ketebalan δ = 5 mg/cm2, jumlah N hitungan pada puncak tersebut masing-masing adalah 5180, 1100, dan 4570. Tentukan energi tingkat inti 26 Al, yang eksitasinya diamati pada reaksi ini. Hitung penampang diferensial dσ/dΩ dari proses-proses ini.

40. Penampang integral reaksi 32 S(γ,p) 31 P dengan pembentukan inti akhir 31 P dalam keadaan dasar pada energi kuanta datang sebesar 18 MeV adalah 4 mb. Perkirakan nilai penampang integral dari reaksi balik 31 P(p,γ) 32 S, sesuai dengan energi eksitasi inti 32 S yang sama seperti pada reaksi 32 S(γ,p) 31 P. Pertimbangkan bahwa eksitasi ini dihilangkan karena transisi γ ke keadaan dasar.

41. Hitung intensitas berkas neutron J yang menyinari pelat 55 Mn dengan ketebalan d = 0,1 cm selama t aksi = 15 menit, jika t dingin = 150 menit setelah penyinaran berakhir, aktivitas I adalah 2100 Bq. Waktu paruh 56 Mn adalah 2,58 jam, penampang aktivasi σ = 0,48 b, massa jenis zat pelat ρ = 7,42 g/cm3.

42. Penampang reaksi diferensial dσ/dΩ pada sudut 90 0 adalah 10 mb/sr. Hitung nilai penampang integral jika ketergantungan sudut penampang diferensial berbentuk 1+2sinθ.

43. Hamburan neutron lambat (T n 1 keV) pada inti bersifat isotropik. Bagaimana fakta ini dapat dijelaskan?

44. Tentukan energi eksitasi inti senyawa yang terbentuk ketika partikel α dengan energi T = 7 MeV ditangkap oleh inti diam 10 V.

45. Pada penampang reaksi 27 Al (α,р) 30 Si, maksimum diamati pada energi partikel α T 3,95; 4,84 dan 6,57 MeV. Tentukan energi eksitasi inti senyawa yang sesuai dengan maksimum pada penampang.

46. Dengan momentum orbital berapa proton dengan Тр = 2 MeV dapat dihamburkan pada inti 112 Sn?

47. Perkirakan luas penampang pembentukan inti majemuk selama interaksi neutron dengan energi kinetik T n = 1 eV dengan inti emas 197 Au.

48. Perkirakan luas penampang pembentukan inti majemuk selama interaksi neutron dengan energi kinetik T n = 30 MeV dengan inti emas 197 Au.

Bagian: Fisika

Kelas: 11

Tujuan Pelajaran: untuk membiasakan siswa dengan reaksi nuklir, dengan proses perubahan inti atom, transformasi beberapa inti menjadi inti lain di bawah pengaruh mikropartikel. Tekankan bahwa ini sama sekali bukan reaksi kimia yang menghubungkan dan memisahkan atom-atom unsur satu sama lain, hanya mempengaruhi kulit elektron, tetapi restrukturisasi inti sebagai sistem nukleon, transformasi beberapa unsur kimia menjadi unsur lain.

Pembelajaran disertai dengan presentasi sebanyak 21 slide (Lampiran).

Selama kelas

Pengulangan

1. Bagaimana komposisi inti atom?

INTI (atom)- ini adalah bagian tengah atom yang bermuatan positif, di mana 99,96% massanya terkonsentrasi. Jari-jari inti atom adalah ~10–15 m, yang kira-kira seratus ribu kali lebih kecil dari jari-jari seluruh atom, yang ditentukan oleh ukuran kulit elektronnya.

Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Jumlah totalnya dalam inti dilambangkan dengan huruf A dan disebut nomor massa. Jumlah proton dalam inti atom Z menentukan muatan listrik inti dan bertepatan dengan nomor atom suatu unsur dalam tabel periodik unsur D.I. Mendeleev. Jumlah neutron dalam suatu inti dapat didefinisikan sebagai selisih antara nomor massa inti dan jumlah proton di dalamnya. Nomor massa adalah jumlah nukleon dalam inti atom.

2. Bagaimana menjelaskan kestabilan inti atom?

KEKUATAN NUKLIR adalah ukuran interaksi nukleon dalam inti atom. Gaya-gaya inilah yang menahan proton-proton yang bermuatan serupa di dalam inti, mencegahnya berhamburan di bawah pengaruh gaya tolak-menolak listrik.

3. Sebutkan sifat-sifat gaya nuklir.

Gaya nuklir memiliki sejumlah sifat khusus:

4. Berapakah energi ikat inti?

ENERGI PENGIKAT INTI ATOM adalah energi minimum yang diperlukan untuk membelah inti menjadi nukleon individual. Selisih antara jumlah massa nukleon (proton dan neutron) dan massa inti yang menyusunnya, dikalikan kuadrat kecepatan cahaya dalam ruang hampa, adalah energi ikat nukleon di dalam inti. Energi ikat per nukleon disebut energi ikat spesifik.

5. Mengapa massa inti tidak sama dengan jumlah massa proton dan neutron yang menyusunnya?

Bila suatu inti terbentuk dari nukleon maka energi inti berkurang yang disertai dengan penurunan massa, yaitu massa inti harus lebih kecil dari jumlah massa masing-masing nukleon yang membentuk inti tersebut.

6. Apa itu radioaktivitas?

Mempelajari materi baru.

REAKSI NUKLIR adalah proses interaksi inti atom dengan inti atau partikel elementer lain yang disertai dengan perubahan komposisi dan struktur A (a, b) B atau A + a → B + b.

Apa persamaan dan perbedaan reaksi nuklir dan peluruhan radioaktif?

Sebuah fitur umum reaksi nuklir dan peluruhan radioaktif adalah transformasi satu inti atom menjadi inti atom lainnya.

Tetapi peluruhan radioaktif sedang terjadi secara spontan, tanpa pengaruh eksternal, dan reaksi nuklir ditelepon pengaruh partikel yang membombardir.

Jenis reaksi nuklir:

melalui tahap pembentukan inti majemuk;
reaksi nuklir langsung (energi lebih besar dari 10 MeV);
di bawah pengaruh berbagai partikel: proton, neutron, ...;
sintesis nuklir;
fisi nuklir;
dengan penyerapan energi dan pelepasan energi.

Reaksi nuklir pertama dilakukan oleh E. Rutherford pada tahun 1919 dalam percobaan mendeteksi proton dalam produk peluruhan nuklir. Rutherford membombardir atom nitrogen dengan partikel alfa. Ketika partikel-partikel tersebut bertabrakan, terjadi reaksi nuklir, yang berlangsung sesuai dengan skema berikut:
14 7 N + 4 2 Dia → 17 8 O + 1 1 H

Kondisi terjadinya reaksi nuklir

Untuk melakukan reaksi nuklir di bawah pengaruh partikel bermuatan positif, partikel tersebut memerlukan energi kinetik yang cukup untuk mengatasi aksi gaya tolak Coulomb. Partikel tak bermuatan, seperti neutron, dapat menembus inti atom dengan energi kinetik rendah. Reaksi nuklir dapat terjadi ketika atom dibombardir dengan partikel bermuatan cepat (proton, neutron, partikel α, ion).

Reaksi pertama membombardir atom dengan partikel bermuatan cepat dilakukan dengan menggunakan proton berenergi tinggi yang dihasilkan pada akselerator pada tahun 1932:
7 3 Li + 1 1 H → 4 2 Dia + 4 2 Dia

Namun, yang paling menarik untuk penggunaan praktis adalah reaksi yang terjadi selama interaksi inti dengan neutron. Karena neutron tidak bermuatan, mereka dapat dengan mudah menembus inti atom dan menyebabkan transformasinya. Fisikawan terkemuka Italia E. Fermi adalah orang pertama yang mempelajari reaksi yang disebabkan oleh neutron. Ia menemukan bahwa transformasi nuklir tidak hanya disebabkan oleh cepat, tetapi juga oleh neutron lambat yang bergerak dengan kecepatan termal.

Untuk melakukan reaksi nuklir di bawah pengaruh bermuatan positif partikel diperlukan untuk partikel tersebut mempunyai energi kinetik, cukup untuk mengatasi aksi gaya tolak-menolak Coulomb. Partikel tak bermuatan, seperti neutron, dapat menembus inti atom dengan energi kinetik rendah.

Akselerator partikel bermuatan(pesan siswa)

Untuk menembus rahasia mikrokosmos, manusia menemukan mikroskop. Seiring waktu, menjadi jelas bahwa kemampuan mikroskop optik sangat terbatas - mereka tidak memungkinkan seseorang untuk "melihat" ke kedalaman atom. Untuk tujuan ini, bukan sinar cahaya, tetapi berkas partikel bermuatan yang lebih cocok. Jadi, dalam eksperimen terkenal E. Rutherford, aliran partikel α yang dipancarkan oleh obat radioaktif digunakan. Namun sumber partikel alami (zat radioaktif) menghasilkan pancaran dengan intensitas yang sangat rendah, energi partikelnya relatif rendah, dan sumber tersebut tidak dapat dikendalikan. Oleh karena itu, muncul masalah dalam menciptakan sumber buatan dari partikel bermuatan yang dipercepat. Ini termasuk, khususnya, mikroskop elektron, yang menggunakan berkas elektron dengan energi sekitar 10 5 eV.

Pada awal 30-an abad ke-20, akselerator partikel bermuatan pertama kali muncul. Dalam instalasi ini, partikel bermuatan (elektron atau proton), yang bergerak dalam ruang hampa di bawah pengaruh medan listrik dan magnet, memperoleh pasokan energi yang besar (mempercepat). Semakin tinggi energi suatu partikel, semakin pendek panjang gelombangnya, sehingga partikel tersebut lebih cocok untuk “menyelidiki” objek mikro. Pada saat yang sama, seiring dengan meningkatnya energi suatu partikel, jumlah interkonversi partikel yang disebabkan olehnya meningkat, yang menyebabkan lahirnya partikel elementer baru. Perlu diingat bahwa penetrasi ke dunia atom dan partikel elementer tidaklah murah. Semakin tinggi energi akhir partikel yang dipercepat, semakin kompleks dan besar pula akseleratornya; ukurannya bisa mencapai beberapa kilometer. Akselerator yang ada memungkinkan untuk menghasilkan berkas partikel bermuatan dengan energi dari beberapa MeV hingga ratusan GeV. Intensitas pancaran partikel mencapai 10 15 – 10 16 partikel per detik; dalam hal ini, sinar dapat difokuskan pada suatu sasaran yang luasnya hanya beberapa milimeter persegi. Proton dan elektron paling sering digunakan sebagai partikel yang dipercepat.

Akselerator paling kuat dan mahal dibuat hanya untuk tujuan ilmiah - untuk memperoleh dan mempelajari partikel baru, untuk mempelajari interkonversi partikel. Akselerator dengan energi yang relatif rendah banyak digunakan dalam bidang kedokteran dan teknologi - untuk pengobatan pasien kanker, untuk produksi isotop radioaktif, untuk meningkatkan sifat bahan polimer dan untuk banyak tujuan lainnya.

Keanekaragaman jenis akselerator yang ada dapat dibagi menjadi empat kelompok: akselerator langsung, akselerator linier, akselerator siklik, akselerator sinar bertabrakan.

Di manakah lokasi akselerator? DI DALAM Dubna(Joint Institute for Nuclear Research) di bawah kepemimpinan V.I.Veksler, sebuah synchrophasotron dibangun pada tahun 1957. DI DALAM Serpukhov– synchrophasotron, panjang ruang vakum annular yang terletak di medan magnet adalah 1,5 km; energi proton 76 GeV. DI DALAM Novosibirsk(Institut Fisika Nuklir), di bawah kepemimpinan GI Budker, akselerator yang menggunakan berkas elektron-elektron dan elektron-positron yang bertabrakan (berkas 700 MeV dan 7 GeV) dioperasikan. DI DALAM Eropa (CERN, Swiss – Perancis) akselerator beroperasi dengan tumbukan berkas proton sebesar 30 GeV dan dengan berkas proton-antiproton sebesar 270 GeV. Saat ini, selama pembangunan Large Hadron Collider (LHC) di perbatasan Swiss dan Prancis, tahap penting pekerjaan konstruksi telah selesai - pemasangan magnet superkonduktor dari akselerator partikel.

Collider ini sedang dibangun di dalam terowongan dengan keliling 26.650 meter pada kedalaman sekitar seratus meter. Uji tumbukan pertama pada collider direncanakan akan dilakukan pada bulan November 2007, namun rusaknya salah satu magnet yang terjadi selama uji coba akan menyebabkan beberapa penundaan dalam jadwal commissioning instalasi. Large Hadron Collider dirancang untuk mencari dan mempelajari partikel elementer. Setelah diluncurkan, LHC akan menjadi akselerator partikel paling kuat di dunia, hampir melampaui pesaing terdekatnya. Pembangunan kompleks ilmiah Large Hadron Collider telah berlangsung selama lebih dari 15 tahun. Lebih dari 10 ribu orang dari 500 pusat ilmiah di seluruh dunia terlibat dalam pekerjaan ini.

Reaksi nuklir disertai dengan transformasi energi. Keluaran energi reaksi nuklir disebut besaran:
Q = (M SEBUAH+ M B - M C - M D) C 2 = Mc 2 dimana M A dan M B – massa produk awal, M C dan M D – massa produk reaksi akhir. Nilai Δ M ditelepon cacat massal. Reaksi nuklir dapat terjadi dengan pelepasan ( Q> 0) atau dengan penyerapan energi ( Q < 0). Во втором случае первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов должна превышать величину |Q|, yang disebut ambang batas reaksi.

Agar reaksi nuklir mempunyai keluaran energi positif, energi pengikatan tertentu nukleon dalam inti produk awal harus lebih kecil dari energi ikat spesifik nukleon dalam inti produk akhir. Artinya nilainya Δ M harus positif.

Mekanisme reaksi nuklir

Dua tahap reaksi nuklir:

penyerapan suatu partikel oleh inti dan pembentukan inti yang tereksitasi. Energi tersebut didistribusikan ke semua nukleon inti; masing-masing nukleon mempunyai energi yang lebih kecil dari energi ikat spesifik, dan mereka tidak dapat menembus inti. Nukleon bertukar energi satu sama lain, dan salah satu dari mereka atau sekelompok nukleon dapat memusatkan energi yang cukup untuk mengatasi gaya pengikatan nuklir dan dilepaskan dari inti.
Emisi suatu partikel oleh inti terjadi serupa dengan penguapan suatu molekul dari permukaan setetes cairan. Selang waktu dari saat penyerapan partikel primer oleh inti hingga saat emisi partikel sekunder kira-kira 10 -12 s.

Hukum kekekalan reaksi nuklir

Selama reaksi nuklir beberapa undang-undang konservasi: impuls, energi, momentum sudut, muatan. Selain hukum klasik tersebut, dalam reaksi nuklir berlaku apa yang disebut hukum kekekalan biaya baryon(yaitu jumlah nukleon - proton dan neutron). Sejumlah undang-undang kekekalan khusus untuk fisika nuklir dan partikel juga berlaku.

Apa itu reaksi nuklir?
Apa perbedaan antara reaksi nuklir dan reaksi kimia?
Mengapa inti helium yang terbentuk terbang terpisah ke arah yang berlawanan?
7 3 Li + 1 1 H → 4 2 Dia + 4 2 Dia
Apakah reaksi emisi partikel merupakan reaksi nuklir?
Selesaikan reaksi nuklir:
- 9 4 Menjadi + 1 1 H → 10 5 B + ?
- 14 7 N + ? → 14 6 C + 1 1 hal
- 14 7 N + 4 2 Dia → ? + 1 1 jam
- 27 13 Al + 4 2 He → 30 15 P + ? (1934 Irene Curie dan Frederic Joliot-Curie memperoleh isotop radioaktif fosfor)
- ? + 4 2 Dia → 30 14 Si + 1 1 hal
Tentukan keluaran energi reaksi nuklir.
14 7 N + 4 2 Dia → 17 8 O + 1 1 H
Massa atom nitrogen 14,003074 sma, atom oksigen 16,999133 sma, atom helium 4,002603 sma, atom hidrogen 1,007825 sma.