41. Модель атома Резенфорда. Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома, в которой атом представлен в виде иниатюрной Солнечной системы. Согласно этой модели, весь положительный заряд и почти вся масса атома (99,4%) сосредоточены в атомном ядре. Размер ядра ничтожно мал по сравнению с размером атома. Вокруг ядра по замкнутым эллиптическим орбитам движутся электроны, образуя электронную оболочку атома. Заряд ядра равен суммарному заряду электронов.	42. Постулаты Бора. Постулаты Бора — основные допущения, сформулированные Нильсом Бором в 1913 году для объяснения закономерности линейчатого спектра атома водорода и водородоподобных ионов (формула Бальмера-Ридберга), ядерной модели атома и квантового характера испускания и поглощения света. Бор исходил из факта, что ядерная модель атома является истинной. Постулаты: 1)Электрон в атоме может двигаться только по определённым дискретным орбитам. Пребывание электрона на орбите определяет энергию этих стационарных состояний. Зоммерфельд дополнил этот постулат, указав, что стационарными могут быть только орбиты, для которых выполняется , где , то есть, что момент импульса квантуется. При движении электрона на любой из стационарных орбит атом энергии не излучает и не поглощает. 2)При переходе электрона с орбиты на орбиту излучается или поглощается квант энергии hν = En − Em, где En;Em — энергетические уровни, между которыми осуществляется переход. При переходе с верхнего уровня на нижний энергия излучается, при переходе с нижнего на верхний — поглощается. Используя данные постулаты и законы классической механики, Бор предложил модель атома, ныне именуемую Боровской моделью атома…	43. Теория Бора (строение атома водорода по Бору) Теория Бора разработана Нильсом Бором в 1913 г. и представляет собой первую квантовую теорию атома водорода, позволившую объяснить дискретность уровней энергии и вывести формулу для частот спектральных линий. Основана на двух постулатах Бора: Атом может находиться только в особенных стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых отвечает определенная энергия. В стационарном состоянии атом не излучает электромагнитных волн. Излучение и поглощение энергии атомом происходит при скачкообразном переходе из одного стационарного состояния в другое, при этом имеют место два соотношения: 1. где — излучённая (поглощённая) энергия, — номера квантовых состояний. В спектроскопии и называются термами. 2. Правило квантования момента импульса: , Далее исходя из соображений классической физики о круговом движении электрона вокруг неподвижного ядра по стационарной орбите под действием кулоновской силы притяжения, Бором были получены выражения для радиусов стационарных орбит и энергии электрона на этих орбитах: м — боровский радиус. эВ — энергетическая постоянная Ридберга.	44. Квантомеханическая модель атома водорода. Эта модель атома является развитием планетарной модели. Согласно этой модели, ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окружено отрицательно заряженными электронами. Потенциальная энергия электрона в атоме водорода или водродоподобном ионе имеет вид , где Ze — заряд электрона (и протона), r — радиус вектор, в этом случае уравнение Шредингера запишется следующим образом: Если подставить значения U и решать в сферических координатах, то получим Из чего видно, что энергия выражается аналогично постулатам Бора, а волновая функция зависит от трёх значений n-главное квантовое число n= 1,2,3…; l - озинтальное (орбитальное) квантовое число l= 0,1,2,…(n-1); m – магнитное квантовое число m[-l;l]	45. Собственные значения и собственные функции. Если при действии оператора на некоторую функцию получается та же самая функция, умноженная на число, то есть если , то такую функцию называют собственной функцией оператора , а число его собственным значением. Квантовомеханические операторы имеют не одну, а множество собственных функций и соответствующих им собственных значений. При этом совокупность собственных значений называют спектром оператора. Спектр оператора считается дискретным, если он состоит из счетного множества значений для соответствующих набору собственных функций , которые представляют собой регулярные решения уравнения вида Спектр собственных значений оператора может быть и непрерывным, когда оказываются возможными все значения , либо состоящим из отдельных полос, таких что возможные значения лежат в ряде интервалов. В ряде случаев одному собственному значению оператора принадлежит не одна, а несколько собственных функций . Такие случаи называются вырожденными, а число таких функций называется кратностью вырождения. Из следует, что собственные функции, вообще говоря, определены с точностью до некоторой постоянной, значение которой обычно выбирают из условия нормировки собственных функций. числа операторов физических величин в квантовой механике всегда являются действительными числами, и это свойство обусловлено самосопряженностью операторов.
46. Квантовые числа. Квантовые числа – целые или дробные числа, определяющие возможные значения физических величин, характеризующих квантовую систему (молекулу, атом, атомное ядро, элементарную частицу). Квантовые числа отражают квантованность физических величин, характеризующих микросистему. Состояние электрона в атоме водорода определяется четырьмя квантовыми числами: главным квантовым числом n (может принимать значения 1, 2, 3, …), определяющим энергию Еn электрона (Еn = -13.6/n2 эВ); орбитальным квантовым числом l = 0, 1, 2, …, n – 1, определяющим величину L орбитального момента количества движения электрона (L = [l(l + 1)]1/2); магнитным квантовым числом m < ± l , определяющим направление вектора орбитального момента; и квантовым числом ms = ± 1/2, определяющим направление вектора спина электрона.	47. Спины электрона. Помимо энергии, связанной с движением вокруг ядра атома, электрон обладает доп энергией, связанной с вращением вокруг своей оси, откуда и происходит слово спин. Т.к электрон имеет электрический заряд, то при его вращ возникает круговой эл. ток, следоват, и магн поле, превращающее электрон в электромагнит, имеющ 2 магнитных полюса. Т.к электрон вращается в разных направл — по час стрелке и против нее, то он может пребывать в 2-ух разл энергетиче, или спиновых сост. Спин электрона вызывает ряд доп взаимодействий, играющих важную роль в физ св-вах атома. Спином обладают и др элементарные частицы: протон, нейтрон, а также кванты излучений — фотоны. Согласно законам квантовой теории спин имеет строго определенную величину, характерную для данной частицы. В системе единиц, принятой в квантовой теории, спин электрона, а также протона и нейтрона равен 1/2. Спин фотона равен 1. Спин измеряется в ед. ħ и равен ħJ, где J — характерное для каждого сорта частиц целое (в том числе нулевое) или полуцелое положительное число —спиновое квантовое число.	48. Спектры щелочных металлов. Спектры щелочных металлов. В атомах щелочных металлов Li, Na, K, Rb, Cs и Fr на внешней орбите находится один валентный электрон, ответственный за образование спектра. Все остальные электроны расположены на внутренних замкнутых оболочках. В отличие от водородного атома, у атомов щелочных металлов поле, в котором движется внешний электрон, не является полем точечного заряда: внутренние электроны экранируют ядро. Степень экранирования зависит от характера орбитального движения внешнего электрона и его расстояния от ядра. Экранирование наиболее эффективно при больших значениях l и наименее эффективно для s-состояний, где электрон находится ближе всего к ядру. При больших n и l система энергетических уровней подобна водородной. Тонкая структура уровней у атомов щелочных металлов также подобна водородной. Каждое электронное состояние расщепляется на две близкие компоненты. Разрешенные переходы в обоих случаях определяются одинаковыми правилами отбора. Поэтому спектры атомов щелочных металлов подобны спектру атомарного водорода. Однако у щелочных металлов расщепление спектральных линий при малых п больше, чем у водорода, и быстро растет с увеличением Z.	49. Принцип Паули. При́нцип Па́ули (принцип запрета) — один из фундаментальных принципов квантовой механики, согласно которому два и более тождественных фермиона не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии. Принцип был сформулирован для электронов Вольфгангом Паули в 1925 г. в процессе работы над квантомеханической интерпретацией аномального эффекта Зеемана и в дальнейшем распространён на все частицы с полуцелым спином. Полное обобщённое доказательство принципа было сделано им в 1940 г. в рамках релятивистской квантовой механики: волновая функция системы фермионов является антисимметричной относительно их перестановок, поведение систем таких частиц описывается статистикой Ферми — Дирака. Принцип Паули можно сформулировать следующим образом: в пределах одной квантовой системы в данном квантовом состоянии может находиться только одна частица, состояние другой должно отличаться хотя бы одним квантовым числом. В статистической физике принцип Паули иногда формулируется в терминах чисел заполнения: в системе одинаковых частиц, описываемых антисимметричной волновой функцией, числа заполнения могут принимать лишь два значения Np = 0,1	50. Периодическая система. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ представляет собой классификацию химических элементов в соответствии с периодическим законом, устанавливающим периодическое изменение свойств химических элементов по мере увеличения их атомной массы, связанного с увеличением заряда ядра их атомов; поэтому заряд ядра атома совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе и называется атомным номером элемента. Периодическая система элементов оформляется в виде таблицы (периодическая таблица элементов), в горизонтальных рядах которой – периодах – происходит постепенное изменение свойств элементов, а при переходе от одного периода к другому – периодическое повторение общих свойств; вертикальные столбцы – группы – объединяют элементы со сходными свойствами. Периодическая система позволяет без специальных исследований узнать о свойствах элемента только на основании известных свойств соседних по группе или периоду элементов. Физические и химические свойства (агрегатное состояние, твердость, цвет, валентность, ионизация, стабильность, металличность или неметалличность и т.д.) можно предсказывать для элемента на основании периодической таблицы.

51. Характеристическое рентгеновское излучение, в то время как испускаются рентгеновские лучи тормозного излучения, электроны выбиваются из внутренних электронных оболочек атомов анода, пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома и испускается рентгеновское излучение с характерным для материала анода спектром энергий - характеристическое ренген. излуч. Частоты определяются законом Мозли: где Z — атомный номер элемента анода, A и B — константы для определённого значения главного квантового числа n электронной оболочки. В отличие от рентгеновских лучей с непрерывным спектром, у этого излучения очень узкий интервал длин волн и высокая интенсивность. наример, для рентгеновской трубки с медным анодом при напряжении 1 кВ токе 15 мА за 1 с характеристическое излучение дают 10^14–10^15 атомов.	52. Теплоемкость кристаллов. Кристаллы состоят из n-частей, 3n-степень свободы, на каждой степени свободы kT/2 энергии. внутренняя энергия одного моля кристалла составляет: Eкр = 3NkT теплоёмкость: Cкр = dU/dT=3Nk. Молярная теплоемкость (количество тепла, необходимое для нагревания одного моля вещества на 1К) - Cм = = 3R Эйнштейн определил зависимость теплоёмкости: По Дебалю: температура Деболя При t^o<, А при ,	53 Энергетические зоны в кристаллах в приближении свободных электронов энергия валентных (слабее всего связанных с атомами) электронов в кристалле изм квазинепрерывно( спектр разрешенных значений энергии состоит из множества близкорасположенных дискретных уровней). Сильнее возмущаются уровни, заполненные в атоме внешн электронами. Уровни, заполненные внутр электронами, возм мало. В зав от конкретных свойств атомов равновесное расстояние между соседними атомами в кристалле может быть либо типа г1(имеется запрещенная зона), либо типа г2(перекрывание соседних зон). Спектр возможных значений энергии валентных электронов в кристалле распадается на ряд разрешенных и запрещенных зон. Ширина зон не зависит от размеров кристалла. Таким образом, чем больше атомов содержит кристалл, тем теснее располагаются уровни в зоне. На каждом энергетическом уровне могут находиться два электрона, обладающие противоположно направленными спинами.	54. Электропроводность полупров., собственная и примесная. В идеальном кристалле (абсолютно чистом, однородном) ток создается равным количеством электронов и «дырок». Такой тип проводимости называют собственной проводимостью полупроводников. При повышении температуры (или освещенности) собственная проводимость проводников увеличивается. В отличие от собств. электропр., электропроводность, обусловленная вынесенными в кристаллическую решетку примесями, называется примесной. Примеси бывают донорные и акцепторные. Донорная примесь — это примесь с большей валентностью. При добавлении донорной примеси в полупроводнике образуются лишние электроны. Проводимость станет электронной, а полупров. называют полупроводником n-типа. Напр., для Si с валентностью n — 4 донорной примесью является мышьяк с валентностью n = 5. Акцепторная примесь — это примесь с меньшей валентностью. При добавлении такой примеси в полупроводнике образуется лишнее количество «дырок». Проводимость будет «дырочной», а полупров. называют полупроводником р-типа.	55. Электропроводность металлов. Классическая электронная теория металлов представляет твердый проводник в виде системы, состоящей из узлов кристаллической ионной решетки, внутри которой находится электронный газ из коллективизированных (свободных) электронов. В свободное состояние от каждого атома металла переходит от одного до двух электронов. К электронному газу применялись представления и законы статистики обычных газов. При изучении хаотического (теплового) и направленного под действием силы электрического поля движения электронов был выведен закон Ома. При столкновениях электронов сузлами кристаллической решетки энергия, накопленная при ускорении электронов в электрическом поле, передается металлической основе проводчика, вследствие чегоон нагревается. Рассмотрение этого вопроса привело к выводу закона Джоуля—Ленца.Таким образом, электронная теория металлов дала возможность аналитически описать и объяснить найденные ранее экспериментальным путем основные законы электропроводности и потерь электрической энергии в металлах.
56. Сверхпроводимость. Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения. Существует множество чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Температурный интервал перехода в сверхпроводящее состояние для чистых образцов не превышает тысячных долей Кельвина и поэтому имеет смысл определённое значение Тс — температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Эта величина называется критической температурой перехода. Ширина интервала перехода зависит от неоднородности металла, в первую очередь — от наличия примесей и внутренних напряжений.		58. Термоэлектронная эмиссия. Термоэлектро́нная эми́ссия (эффект Ричардсона, эффект Эдисона) — явление испускания электронов нагретыми телами. Концентрация свободных электронов в металлах достаточно высока, поэтому даже при средних температурах вследствие распределения электронов по скоростям (по энергии) некоторые электроны обладают энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера на границе металла. С повышением температуры число электронов, кинетическая энергия теплового движения которых больше работы выхода, растет и явление термоэлектронной эмиссии становится заметным. На явлении термоэлектронной эмиссии основана работа электронных ламп, а также электронно-лучевых трубок и других приборов, имеющих в своём составе электронную пушку. Плотность тока насыщения (характеризует эмиссионную способность материала катода) определяется формулой Ричардсона — Дешмана j = CT^2e ^−^A^/^kT, где А — работа выхода электронов из катода, Т — термодинамическая температура, С — постоянная, теоретически одинаковая для всех металлов	59. Явление Пельтье. Эффект Пельтье́ — процесс выделения или поглощения тепла при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников. Величина выделяемого тепла и его знак зависят от вида контактирующих веществ, силы тока и времени прохождения тока, то есть количество выделяемого тепла пропорционально количеству прошедшего через контакт заряда: dQ12 = P12Idt = − dQ21 Причина возникновения явления Пельтье заключается в следующем. На контакте двух веществ имеется контактная разность потенциалов, которая создаёт внутреннее контактное поле. Если через контакт идёт ток, то это поле будет либо способствовать прохождению тока, либо препятствовать. Если ток идёт против контактного поля, то внешний источник должен затратить дополнительную энергию, которая выделяется в контакте, что приведёт к его нагреву. Если же ток идёт по направлению контактного поля, то он может поддерживаться этим полем, которое и совершает работу по перемещению зарядов. Необходимая для этого энергия отбирается у вещества, что приводит к охлаждению его в месте контакта.	60. Явление Зеебека. Эффект Зеебека — явление возникновения ЭДС в электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых разнородных проводников, контакты между которыми находятся при различных температурах. Как уже отмечалось, эффект Зеебека состоит в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает ЭДС (термоэдс), если места контактов поддерживают при разных температурах. Цепь, которая состоит только из двух различных проводников называется термоэлементом или термопарой. Величина возникающей термоэдс зависит только от материала проводников и температур горячего (T1) и холодного (T2) контактов. В небольшом интервале температур термоэдс E можно считать пропорциональной разности температур: E = α12(T2 − T1), где α12 — термоэлектрическая способность пары (или коэффициент термоэдс) В простейшем случае коэффициент термоэдс определяется только материалами проводников, однако строго говоря, он зависит и от температуры и в некоторых случаях с изменением температуры α12 меняет знак. Более корректное выражение для термоэдс:

61.Строение ядра.

. Ядро представляет собой центральную часть атома . В нем сосредоточены положительный электрический заряд и основная часть массы атома; по сравнению с радиусом электронных орбит размеры ядра чрезвычайно малы: 10^–15–10^–14 м. Ядра всех атомов состоят из протонов и нейтронов, имеющих почти одинаковую массу, но лишь протон несет электрический заряд. Полное число протонов называется атомным номером Z атома, который совпадает с числом электронов в нейтральном атоме. Ядерные частицы (протоны и нейтроны), называемые нуклонами, удерживаются вместе очень большими силами; по своей природе эти силы не могут быть ни электрическими, ни гравитационными, а по величине они на много порядков превышают силы, связывающие электроны с ядром.

62. Ядерные силы

Ядерные силы

- силы, действующие между нуклонами, представляют собой проявление сильного взаимодействия - одного из фундаментальных взаимодействий элементарных частиц

Само существование атомных ядер заставляет предположить, что в Я.с. имеется существенное притяжение, которое и обеспечивает энергию связи нуклонов в ядрах порядка неск. МэВ на нуклон. Кроме того, с увеличением числа нуклонов A в ядре энергия связи на нуклон остается примерно постоянной, а объем ядра растет пропорционально А. Про системы с такими св-вами говорят, что в них имеется насыщение сил, и потому Я.с. наз. насыщающими.

63. Обозначение ядер.

Для обозначения атомных ядер используется следующая система:

в середине ставится символ химического элемента, что однозначно определяет зарядовое число  ядра;

слева сверху от символа элемента ставится массовое число . Таким образом, состав ядра оказывается полностью определён, так как .

Пример такого обозначения: — ядро урана-238, в котором 238 нуклонов, из которых 92 — протоны, так как элемент уран имеет 92-й номер в таблице Менделеева. Иногда, однако, для полноты вокруг обозначения элемента указывают все характеризующие ядро его атома числа:слева снизу — зарядовое число , то есть, то же самое, что указано символом элемента; слева сверху — массовое число ; справа снизу — изотопическое число ; если речь идёт о ядерных изомерах, к массовому числу приписывается буква из последовательности m, n, p, q, … (иногда используют последовательность m1, m2, m3, …). Иногда эту букву указывают в качестве самостоятельного индекса справа сверху.

Примеры таких обозначений:

, , , .

Следует особо отметить, что обозначения атомных ядер совпадают с таковыми для нуклидов. По историческим и иным причинам, некоторые ядра имеют самостоятельные названия. Например, ядро ⁴He называется α-частицей, ядро дейтерия ²H (или D) — дейтроном,ядро трития ³H (или T) — тритоном. Последние два ядра являются изотопами водорода и поэтому могут входить в состав молекул воды, давая в итоге так называемую тяжёлую воду

64. Схема ядерной реакции.

бомбардировка атомов α-частицами.  Пример

Ядерные реакции могут протекать при бомбардировке атомов быстрыми заряженными частицами (протоны, нейтроны, α-частицы, ионы)

Ещё примеры

65. Дефект массы. Энергия связи.

Энергия связи атомного ядра Е_св характеризует интенсивность взаимодействия нуклонов в ядре и равна той максимальной энергии, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на отдельные невзаимодействующие нуклоны без сообщения им кинетической энергии. Точные измерения масс ядра показывают, что масса покоя ядра m_я всегда меньше суммы масс покоя, составляющих его протонов и нейтронов. Эту разность масс называют дефектом массы: Именно эта часть массы Дт теряется при выделении энергии связи. Применяя закон взаимосвязи массы и энергии, получим:

где m_н- масса атома водорода.

Такая замена удобна для проведения расчетов, и расчетная ошибка, возникающая при этом, незначительна. Если в формулу энергии связи подставить Дт в а.е.м. то для Е_св можно записать:

Важную информацию о свойствах ядер содержит зависимость удельной энергии связи от массового числа А.

Удельная энергия связи Е_уд - энергия связи ядра, приходящаяся на 1 нуклон:

66. Радиоактивность.

Радиоакти́вность (от лат. radio — «излучаю», radius — «луч» и activus — «действенный») — свойство атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) изменять свой состав (заряд Z, массовое число A) путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов^[1]. Соответствующее явление называется радиоакти́вным распа́дом. Радиоактивностью называют также свойство вещества, содержащего радиоактивные ядра.

Закон радиоактивного распада — закон, открытый Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом экспериментальным путём и сформулированный в 1903 году. Современная формулировка закона:

,

что означает, что число распадов за интервал времени  в произвольном веществе пропорционально числу имеющихся в образце атомов .

В этом математическом выражении  — постоянная распада, которая характеризует вероятность радиоактивного распада за единицу времени и имеющая размерностьс^-1. Знак минус указывает на убыль числа радиоактивных ядер со временем.

Виды излучения

лучи первого типа отклоняются так же, как поток положительно заряженных частиц; их назвали α-лучами; ( He)

лучи второго типа обычно отклоняются в магнитном поле так же, как поток отрицательно заряженных частиц, их назвали β-лучами (существуют, однако, позитронные бета-лучи, отклоняющиеся в противоположную сторону); (H)

лучи третьего типа, которые не отклоняются магнитным полем, назвали γ-излучением.

71. Термоядерная бомба.

Термоя́дерное ору́жие (оно же Водородная бомба) — тип оружия массового поражения, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтезалёгких элементов в более тяжёлые (например, синтеза двух ядер атомов дейтерия (тяжёлого водорода) в одно ядро атома гелия), при которой выделяется колоссальное количество энергии. 

термоядерное взрывное устройство может быть построено как с использованием жидкого дейтерия, так и газообразного сжатого. Но появление термоядерного оружия стало возможным только благодаря разновидности гидрида лития — дейтериду лития-6. Это соединение тяжёлого изотопа водорода — дейтерия и изотопа лития с массовым числом 6.

Термоядерная бомба, действующая по принципу Теллера-Улама, состоит из двух ступеней: триггера и контейнера с термоядерным горючим.

Триггер — это небольшой плутониевый ядерный заряд с термоядерным усилением мощностью в несколько килотонн. Задача триггера — создать необходимые условия для разжигания термоядерной реакции — высокую температуру и давление.

Контейнер с термоядерным горючим — основной элемент бомбы. Он изготовлен из урана-238 — вещества, распадающегося под воздействиембыстрых нейтронов (14,1МэВ), выделяющихся при реакции синтеза и поглощающим медленные нейтроны.. Внутри контейнера находится термоядерное горючее — дейтерид лития-6 — и расположенный по оси контейнера плутониевый стержень, играющий роль запала термоядерной реакции. Расположенные соосно триггер и контейнер заливаются специальным пластиком, проводящим излучение от триггера к контейнеру, и помещаются в корпус бомбы, изготовленный из стали или алюминия.

67. Цепная реакция.

Цепные реакции — химические и ядерные реакции, в которых появление активной частицы (свободного радикала или атома в химических, нейтрона в ядерных процессах) вызывает большое число (цепь) последовательных превращений неактивных молекул или ядер. Свободные радикалы или атомы в отличие от молекул обладают свободными ненасыщенными валентностями (непарным электроном), что приводит к легкому их взаимодействию с исходными молекулами. При первом же столкновении свободного радикала (R°) с молекулой происходит разрыв одной из валентных связей последней, и, таким образом, в результате реакции образуется новая химическая связь и новый свободный радикал, который в свою очередь реагирует с другой молекулой — происходит цепная реакция.

К цепным реакциям (в химии) относятся процессы окисления (горение, взрыв), крекинга, полимеризации и др., широко применяющиеся в химической и нефтяной промышленности.

В ядерных цепных реакциях(которые были так названы по аналогии с химическими) активными частицами являются нейтроны, которые инициируют один из видов ядерной реакции — деление ядер. Цепная ядерная реакция является основой для ядерной энергетики и ядерного оружия.

68.Критическая масса. Атомная бомба.

Критическая масса — в ядерной физике минимальное количество делящегося вещества, необходимое для начала самоподдерживающейсяцепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими.

Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.

Я́дерное ору́жие (или а́томное ору́жие) — оружие взрывного действия, основанного на использовании ядерной энергии, освобождающейся при цепной ядерной реакции деления тяжёлых ядер или термоядерной реакции синтеза лёгких ядер.

В основу ядерного оружия положена неуправляемая цепная реакция деления ядра. Для осуществления цепной реакции используются изотопы уран-235,плутоний-239 и (в отдельных случаях) уран-233. Существуют две основные схемы: «пушечная», иначе называемая баллистической, и имплозивная.

«Пушечная» схема характерна для самых примитивных моделей ядерного оружия I-го поколения, а также артиллерийских и стрелковых ядерных боеприпасов, имеющих ограничения по калибру оружия. Суть её заключается в «выстреливании» навстречу друг другу двух блоков делящегося вещества докритической массы. Данный способ детонации возможен только вурановых боеприпасах, так как плутоний имеет более высокий нейтронный фон, что приводит к увеличению требующейся скорости соединения частей заряда, превышающий технически достижимые. Другая причина использования урана в артиллерийских боеприпасах та, что уран лучше, чем плутоний выдерживает перегрузки, не деформируясь.

Вторая схема — «имплозивная» — подразумевает получение сверхкритического состояния путём обжатия делящегося материала сфокусированной ударной волной, создаваемой взрывом обычной химической взрывчатки, которой для фокусировки придаётся весьма сложная форма и подрыв производится одновременно в нескольких точках с прецизионной точностью.

73. Защита от радиоактивного излучения.

Радиационная безопасность на объекте и вокруг него обеспечивается за счет:

качества проекта радиационного объекта;

обоснованного выбора района и площадки для размещения радиационного объекта;

физической защиты источников излучения;

зонирования территории вокруг наиболее опасных объектов и внутри них; условий эксплуатации технологических систем; санитарно-эпидемиологической оценки и лицензирования деятельности с источниками излучения; санитарно-эпидемиологической оценки изделий и технологий; наличия системы радиационного контроля; планирования и проведения мероприятий по обеспечению радиационной безопасности персонала и населения при нормальной работе объекта, его реконструкции и выводе из эксплуатации; повышения радиационно-гигиенической грамотности персонала и населения.

Радиационная безопасность персонала  обеспечивается: ограничениями допуска к работе с источниками излучения по возрасту, полу, состоянию здоровья, уровню предыдущего облучения и другим показателям; знанием и соблюдением правил работы с источниками излучения; достаточностью защитных барьеров, экранов и расстояния от источников излучения, а также ограничением времени работы с источниками излучения; созданием условий труда, отвечающих требованиям действующих норм и правил РБ; применением индивидуальных средств защиты; соблюдением установленных контрольных уровней; организацией радиационного контроля;

организацией системы информации о радиационной обстановке; проведением эффективных мероприятий по защите персонала при планировании повышенного облучения в случае угрозы и возникновении аварии.

Радиационная безопасность населения  обеспечивается: созданием условий жизнедеятельности людей, отвечающих требованиям действующих норм и правил РБ;

установлением квот на облучение от разных источников излучения; организацией радиационного контроля; эффективностью планирования и проведения мероприятии по радиационной защите в нормальных условиях и в случае радиационной аварии;

организацией системы информации о радиационной обстановке.

69. Атомная станция.

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определенной проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работникам

Принцип работы

Энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передаётся теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает в теплообменник (парогенератор), где нагревает до кипения воду второго контура. Полученный при этом пар поступает втурбины, вращающие электрогенераторы. На выходе из турбин пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим количеством воды, поступающим из водохранилища.

72.Виды радиоактивного распада.

Альфа -  распад.    Сопровождается потоком положительно заряженных ядер атома гелия ⁴₂Не (a- частиц) со скоростью 20000 км/с. При этом заряд Z исходного ядра уменьшается на 2 единицы (в единицах элементарного заряда), а массовое число А - на 4 единицы (в атомных единицах массы).

 Z' = Z - 2

A' = A -4 т.е. образуется атом элемента, смещенного по периодической системе на две клетки влево, от исходного радиоактивного элемента, а его массовое число на 4 единицы меньше исходного.

бета - распад. Излучение ядром атома потока электронов со скоростью 100'000 - 300'000 км/с. (Электрон образуется при распаде нейтрона ядра. Нейтрон может распадаться на протон и электрон.) При b- распаде массовое число изотопа не изменяется, поскольку общее число протонов и нейтронов сохраняется, а заряд ядра увеличивается на 1. (Химический элемент смещается в периодической системе на одну клетку вправо, а его массовое число не изменяется)

234 90

Th  =

234 91

Po +

0 -1

e

гамма- распад. Возбужденное ядро испускает электромагнитное излучение с очень малой длиной волны и высокой частотой, обладающее большой проникающей способностью, при этом энергия ядра уменьшается, массовое число и заряд остаются неизменными. (Химический элемент не смещается в периодической системе, его массовое число не изменяется и лишь ядро его атома переходит из возбужденного состояния в менее возбужденное).

Ядерные реакции - превращения ядер, происходящие при их столкновении друг с другом или с элементарными частицами. Первая искусственная ядерная реакция была осуществлена Э.Резерфордом (1919 г.) при бомбардировке ядер азота a- частицами:

14 7

N +

4 2

He  =

17 8

O +

1 1

H

70. Термоядерная реакция.

Термоядерная реа́кция (синоним: ядерная реакция синтеза) — разновидность ядерной реакции, при которой легкие атомные ядра объединяются в более тяжелые ядра.

Наиболее простой термоядерной реакцией является реакция синтеза ядра дейтерия (²Н) из двух протонов:

р + р^2Н + позитрон + нейтрино,

Термоядерные реакции в природных условиях протекают лишь в недрах звёзд, а для их осуществления на Земле необходимо сильно разогреть вещество ядерным взрывом, мощным газовым разрядом, гигантским импульсом лазерного излучения или бомбардировкой интенсивным пучком частиц