Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 8 Rozszczepienie jąder i fizyka neutronów

Podobne dokumenty
Podstawowe własności jąder atomowych

Fizyka współczesna. Jądro atomowe podstawy Odkrycie jądra atomowego: 1911, Rutherford Rozpraszanie cząstek alfa na cienkich warstwach metalu

Reakcje rozszczepienia jądra i ich wykorzystanie

A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów

Rozpad gamma. Przez konwersję wewnętrzną (emisję wirtualnego kwantu gamma, który przekazuje swą energię elektronom z powłoki atomowej)

Reakcje rozszczepienia jądra i ich wykorzystanie

OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Promieniotwórczość

Promieniowanie jonizujące

PODSTAWY FIZYCZNE ENERGETYKI JĄDROWEJ

Fizyka jądrowa cz. 2. Reakcje jądrowe. Teraz stałem się Śmiercią, niszczycielem światów. Robert Oppenheimer

Promieniowanie jonizujące

r. akad. 2012/2013 Wykład IX-X Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Fizyka jądrowa Zakład Biofizyki 1

Reakcje rozpadu jądra atomowego

Energetyka Jądrowa. Wykład 3 14 marca Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e)

Promieniowanie jonizujące

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r.

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 40 FIZYKA JĄDROWA

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Reakcje rozszczepienia i energetyka jądrowa

Pracownia Jądrowa. dr Urszula Majewska. Spektrometria scyntylacyjna promieniowania γ.

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Model elektrowni jądrowej

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość

Reakcje jądrowe. X 1 + X 2 Y 1 + Y b 1 + b 2

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 3 Promieniotwórczość naturalna

Zadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α

NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI PODSTAWOWE INFORMACJE O REAKCJACH JĄDROWYCH - NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA

Fizyka jądrowa. Podstawowe pojęcia. Izotopy. budowa jądra atomowego przemiany promieniotwórcze reakcje jądrowe. jądra atomowe (nuklidy) dzielimy na:

E 2 E = 2. Zjawisko Mössbauera. Spoczywające jądro doznaje przejścia e-m z emisją fotonu γ. Zastosujmy zasadę zachowania energii i pędu:

CHEMIA LEKCJA 1. Budowa atomu, Izotopy Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Model atomu Bohra

Promieniowanie jądrowe w środowisku człowieka

Rozpad alfa. albo od stanów wzbudzonych (np. po rozpadzie beta) są to tzw. długozasięgowe cząstki alfa

W2. Struktura jądra atomowego

Budowa atomu. Izotopy

Spis treści. Trwałość jądra atomowego. Okres połowicznego rozpadu

Badanie schematu rozpadu jodu 128 J

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 9 Fizyka neutronów i reakcja łańcuchowa

Budowa jądra atomowego - MODEL

I ,11-1, 1, C, , 1, C

Elementy fizyki jądrowej

Podstawowe własności jąder atomowych

Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią

ELEKTROWNIE. Czyste energie Energetyka jądrowa. Damazy Laudyn Maciej Pawlik Franciszek Strzelczyk

Pomiar energii wiązania deuteronu. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii wiązania deuteronu

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy

Czyste energie. Energetyka jądrowa. wykład 13. dr inż. Janusz Teneta. Wydział EAIiIB Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej

Granice świata nuklidów

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura

NATURALNY REAKTOR JĄDROWY

Badanie schematu rozpadu jodu 128 I

Fizyka jądrowa. Podstawowe pojęcia

Podstawy Fizyki Jądrowej

Rozpady promieniotwórcze

Po 1 mld lat (temperatura Wszechświata ok. 10 K) powstają pierwsze gwiazdy.

Analiza aktywacyjna składu chemicznego na przykładzie zawartości Mn w stali.

Rozszczepienie (fission)

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Poziom nieco zaawansowany Wykład 2

Cykl paliwowy cd. Reakcja rozszczepienia Zjawisko rozszczepienia (własności) Jądrowy cykl paliwowy cd.

r. akad. 2012/2013 Wykład IX-X Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Fizyka jądrowa Zakład Biofizyki 1

Oddziaływanie cząstek z materią

Zadanie 2. (1 pkt) Jądro izotopu U zawiera A. 235 neutronów. B. 327 nukleonów. C. 143 neutrony. D. 92 nukleony

Reakcje jądrowe dr inż. Romuald Kędzierski

Jądra dalekie od stabilności

Katedra Fizyki Jądrowej i Bezpieczeństwa Radiacyjnego PRACOWNIA JĄDROWA ĆWICZENIE 6. Wyznaczanie krzywej aktywacji

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Podstawy bezpieczeństwa energetyki jądrowej, REAKTOR JĄDROWY W STANIE KRYTYCZNYM

Energetyka jądrowa. Energetyka jądrowa

Opracowała: mgr Agata Wiśniewska PRZYKŁADOWE SPRAWDZIANY WIADOMOŚCI l UMIEJĘTNOŚCI Współczesny model budowy atomu (wersja A)

Promieniowanie jonizujące

ROZDZIAŁ III. WYTWARZANIE NEUTRONÓW. REAKCJA ROZSZCZEPIENIA

Wyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co. Tomasz Winiarski

Wykłady z Geochemii Ogólnej

Foton, kwant światła. w klasycznym opisie świata, światło jest falą sinusoidalną o częstości n równej: c gdzie: c prędkość światła, długość fali św.

1. JĄDROWA BUDOWA ATOMU. A1 - POZIOM PODSTAWOWY.

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Ochrona radiologiczna

ODKRYCIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI PROMIENIOWANIE JĄDROWE I JEGO WŁAŚCIWOŚCI

Wstęp do fizyki jądrowej Tomasz Pawlak, 2013

Badanie absorpcji promieniowania γ

Pψ ψ ψ. r p r p. r r, θ π θ, ϕ π + ϕ. , 1 l m

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Fizyka atomowa i jądrowa

J8 - Badanie schematu rozpadu jodu 128 I

Wyznaczanie czasu połowicznego zaniku izotopu promieniotwórczego

Reakcje jądrowe. kanał wyjściowy

O egzotycznych nuklidach i ich promieniotwórczości

PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ. A) równa B) mniejsza C) większa D) nie mniejsza (sumie) od sumy mas protonów i neutronów wchodzących w jego skład.

Wykład 41 Liczby magiczne. Model powłokowy jąder

I etap ewolucji :od ciągu głównego do olbrzyma

Widma atomowe. Fizyka atomowa i jądrowa. Dawne modele atomu. Widma atomowe. Linie emisyjne kwantowanie poziomów energetycznych

Modele jądra atomowego

Reakcje jądrowe. Ogólnie A + x B + y. W reakcjach jądrowych energia całkowita jest sumą energii kinetycznych E k. i energii masowych E m. = mc 2.

J7 - Badanie zawartości manganu w stali metodą analizy aktywacyjnej

Jądro atomowe Wielkości charakteryzujące jądro atomowe

Transkrypt:

Elementy Fizyki Jądrowej Wykład 8 Rozszczepienie jąder i fizyka neutronów

Rozszczepienie lata 30 XX w. poszukiwanie nowych nuklidów n + 238 92U 239 92U + reakcja przez jądro złożone 239 92 U 239 93Np + e + e kolejna przemiana transuranowce Ponadto stwierdzono obecność w stanie końcowym jąder środkowej części układu okresowego.

Rozszczepienie wyzwolona energia

Rozszczepienie wyzwolona energia Najwięcej energii, gdy rozszczepieniu ulegają ciężkie jądra Energia wydzielana dla symetrycznego rozszczepienia A 1 =A 2

Warunki wystąpienia rozszczepienia

Warunki wystąpienia rozszczepienia

Przykład spontanicznego rozszczepienia U Uran I Jod Xe Ksenon Cs Cez Ba Bar Zr - Cyrkon Rozszczepienie prowadzi zazwyczaj do produkcji elementów niesymetrycznych A 1 A 2 Produkty rozszczepienia są zazwyczaj β-niestabilne Posiadają nadmiar neutronów Energia uwalnia się jako energii kinetyczna produktów rozszczepienia

Bilans energetyczny Średnie liczby neutronów, elektronów, neutrin, kwantów Średnie wartości energii dla rozpadu 1 jądra Dla porównania: energia uwalniana w reakcji spalania węgla wynosi 4 ev/atom

Parametr rozszczepienia Trwałości jądra sprzyja mała liczba nukleonów powierzchniowych A 2/3 1 2 Nietrwałości jądra sprzyja odpychająca siła kulombowska 3 Z A Parametr rozszczepienia: x Z 2 A A 2 3 1 3 x 2 Z 48A Rozszczepienie samoistne, gdy x 1 (Z > 114, A > 270) Przyjmuje się, że dla wartości Z 2 A (33-35,7) jądra są rozszczepialne przez neutrony prędkie, a od 35,7 przez neutrony o dowolnej energii.

200 MeV Tunelowanie przez barierę Energia aktywacji E A - różnica pomiędzy wartością maksymalną bariery a energią stanu podstawowego. Dla A~240 energia aktywacji wynosi od 6 do 7 MeV Zwiększanie deformacji 1. Zwiększa powierzchnię w stosunku do objętości (zwiększa a s ) 2. Zmniejsza siłę odpychania kulombowskiego (zmniejsza a C ) Bariera potencjału nałożenie się tych 2 procesów Energia wiązania w modelu kroplowym E B a V A a S A 2 3 a C Z 2 A 1 3...

Warunek na rozszczepienie samoistne

Energia aktywacji

Wzbudzenie jądra Rozszczepienie indukowane Redukcja bariery Wzrost prawdopodobieństwa tunelowania (rozszczepienia) foto-rozszczepienie Energia progowa

Rozszczepienie indukowane absorpcją Energia aktywacji > 0 neutronu n A 1 Z X A Z X rozszczepienie Przy absorpcji neutronu część energii jest zamieniana na energię wiązania neutron powinien posiadać dodatkową energię kinetyczną, która zostanie wykorzystana na wzbudzenie jądra T n Energia progowa neutronu A 1 E A S A S Jeśli energia wzbudzenia większa od energii aktywacji, neutron może mieć dowolnie małą energię n Energia separacji zależy od A (energia korelacji par) Energia wzbudzenia mniejsza od energii aktywacji energia progowa neutronu

Rozszczepienie indukowane absorpcją neutronu T n A 1 E A S A S n Paliwo elektrowni

T n A 1 E A S A S n 235 U n 236 U * 239 U * 238 U n S n = 6.3 MeV E S = 5.7 MeV 6 MeV 4.8 MeV 236 239 U U

Rozszczepienie indukowane absorpcją neutronu Dla n + 235 U 236 U E x = 6,5 MeV (energia wzbudzenia jądra 236 U ) E A = 6,2 MeV (energia aktywacji) Rozszczepienie dla neutronów termicznych (0,025 ev, 2200m/s) Dla n + 238 U 239 U E x = 4,8 MeV (energia wzbudzenia jądra 239 U ) E A = 6,6 MeV (energia aktywacji) Rozszczepienie dla energii kinetycznej neutronów od 2MeV

Przekroje czynne Rozszczepienie bardziej prawdopodobne niż wychwyt radiacyjny (emisja kwantu po absorpcji neutronu) Rozszczepienie nie zachodzi, jeśli neutron nie osiągnie energii progowej

Przekroje czynne Dla 235 U maleje z energią neutronu Obszar rezonansowy struktura powłokowa jądra Dla 238 U energia progowa

Rozszczepienie 235 92 236 A1 A2 U n 92U Z F1 Z F2 2,5n 1 2 Q liczba neutronów 0 8, średnio 2,5 najbardziej prawdopodobne liczby masowe: 95 i 139, liczby atomowe: 38 i 54 Rozszczepienie jest procesem niesymetrycznym Udział procentowy fragmentów rozszczepienia w zależności od liczby masowej A 235 92U

Reakcja rozszczepienia wyzwala się ok.180 MeV rozpad - wyzwala się 5,6 MeV

Reakcja rozszczepienia

Skala czasowa Szybki proces Promieniotwórcze produkty rozszczepienia o długich czasach połowicznego zaniku