Dhe aftësia për të përdorur energjinë bërthamore, si në krijues ( Energjia bërthamore), dhe qëllimet shkatërruese (bombë atomike) u bënë, ndoshta, një nga shpikjet më domethënëse të shekullit të njëzetë. Epo, në zemër të gjithë asaj fuqie të frikshme që fshihet në thellësitë e një atomi të vogël janë reaksionet bërthamore.
Cilat janë reaksionet bërthamore
Reaksionet bërthamore në fizikë nënkuptojnë procesin e ndërveprimit bërthama atomike me një bërthamë tjetër të ngjashme ose grimca të ndryshme elementare, duke rezultuar në ndryshime në përbërjen dhe strukturën e bërthamës.
Një histori e vogël e reaksioneve bërthamore
Reaksioni i parë bërthamor në histori u bë nga shkencëtari i madh Rutherford në vitin 1919 gjatë eksperimenteve për zbulimin e protoneve në produktet e kalbjes bërthamore. Shkencëtari bombardoi atomet e azotit me grimca alfa dhe kur grimcat u përplasën, ndodhi një reaksion bërthamor.
Dhe kështu dukej ekuacioni për këtë reaksion bërthamor. Ishte Rutherford ai që u vlerësua me zbulimin e reaksioneve bërthamore.
Kjo u pasua nga eksperimente të shumta nga shkencëtarët në zbatimin lloje të ndryshme reaksionet bërthamore, për shembull, një shumë interesant dhe domethënës për shkencën ishte reaksioni bërthamor i shkaktuar nga bombardimi i bërthamave atomike me neutrone, i cili u krye nga fizikani i shquar italian E. Fermi. Në veçanti, Fermi zbuloi se transformimet bërthamore mund të shkaktohen jo vetëm neutronet e shpejta, por edhe të ngadalta, të cilat lëvizin me shpejtësi termike. Nga rruga, reaksionet bërthamore të shkaktuara nga ekspozimi ndaj temperaturës quhen reaksione termonukleare. Sa i përket reaksioneve bërthamore nën ndikimin e neutroneve, ata shumë shpejt fituan zhvillimin e tyre në shkencë, dhe çfarë lloj reagimesh, lexoni për këtë më tej.
Formula tipike për një reaksion bërthamor.
Çfarë reaksionesh bërthamore ekzistojnë në fizikë?
Në përgjithësi, reaksionet bërthamore të njohura sot mund të ndahen në:
- ndarja e bërthamave atomike
- reaksionet termonukleare
Më poshtë do të shkruajmë në detaje për secilën prej tyre.
Fisioni bërthamor
Reaksioni i ndarjes së bërthamave atomike përfshin shpërbërjen e bërthamës aktuale të një atomi në dy pjesë. Në vitin 1939, shkencëtarët gjermanë O. Hahn dhe F. Strassmann zbuluan ndarjen e bërthamave atomike, duke vazhduar kërkimin e paraardhësve të tyre shkencorë, ata vërtetuan se kur uraniumi bombardohet me neutrone, lindin elementë të pjesës së mesme. tabelë periodike Mendeleev, përkatësisht izotopet radioaktive barium, kripton dhe disa elementë të tjerë. Fatkeqësisht, kjo njohuri u përdor fillimisht për qëllime të tmerrshme, shkatërruese, si e dyta Lufte boterore dhe gjermanë, dhe nga ana tjetër, shkencëtarët amerikanë dhe sovjetikë ishin në garë për t'u zhvilluar armë nukleare(i cili bazohej në reaksionin bërthamor të uraniumit), i cili përfundoi në famëkeqin " kërpudha bërthamore" lart Qytetet japoneze Hiroshima dhe Nagasaki.
Por përsëri në fizikë, reaksioni bërthamor i uraniumit gjatë ndarjes së bërthamës së tij ka thjesht energji kolosale, të cilën shkenca ka mundur ta vërë në shërbim të saj. Si ndodh një reaksion i tillë bërthamor? Siç shkruam më lart, ndodh si rezultat i bombardimit të bërthamës së një atomi të uraniumit nga neutronet, gjë që shkakton ndarjen e bërthamës, duke krijuar një energji të madhe kinetike të rendit 200 MeV. Por ajo që është më interesante është se si produkt i reaksionit të ndarjes bërthamore të bërthamës së uraniumit nga një përplasje me një neutron, shfaqen disa neutrone të reja të lira, të cilat, nga ana tjetër, përplasen me bërthama të reja, i ndajnë ato, etj. Si rezultat, ka edhe më shumë neutrone dhe edhe më shumë bërthama të uraniumit ndahen nga përplasjet me ta - ndodh një reaksion i vërtetë zinxhir bërthamor.
Kështu duket në diagram.
Në këtë rast, faktori i shumëzimit të neutronit duhet të jetë më i madh se uniteti, kjo është kusht i nevojshëm reaksioni bërthamor i këtij lloji. Me fjalë të tjera, në çdo gjeneratë pasuese të neutroneve të formuar pas prishjes së bërthamave, duhet të ketë më shumë prej tyre sesa në atë të mëparshme.
Vlen të theksohet se, sipas një parimi të ngjashëm, reaksionet bërthamore gjatë bombardimeve mund të ndodhin edhe gjatë ndarjes së bërthamave të atomeve të disa elementeve të tjerë, me nuancat që bërthamat mund të bombardohen nga një sërë grimcash elementare, dhe produktet e reaksioneve të tilla bërthamore do të ndryshojnë, kështu që ne mund t'i përshkruajmë ato në mënyrë më të detajuar, na duhet një monografi e tërë shkencore
Reaksionet termonukleare
Reaksionet termonukleare bazohen në reaksionet e shkrirjes, domethënë, në fakt, ndodh procesi i kundërt me ndarjen, bërthamat e atomeve nuk ndahen në pjesë, por përkundrazi bashkohen me njëra-tjetrën. Kjo gjithashtu çliron një sasi të madhe energjie.
Reaksionet termonukleare, siç sugjeron emri (termo-temperatura), mund të ndodhin ekskluzivisht në shumë temperaturat e larta Oh. Në fund të fundit, që dy bërthama atomike të bashkohen, ato duhet të afrohen shumë afërsi ndaj njëri-tjetrit, duke kapërcyer zmbrapsjen e tyre elektrike ngarkesa pozitive, kjo është e mundur në prani të energjisë së lartë kinetike, e cila, nga ana tjetër, është e mundur në temperatura të larta. Duhet të theksohet se reaksionet termonukleare të hidrogjenit nuk ndodhin, megjithatë, jo vetëm në të, por edhe në yje të tjerë, madje mund të thuhet se qëndron në bazën e natyrës së tyre të çdo ylli.
Reagimet bërthamore, video
Dhe së fundi, një video edukative mbi temën e artikullit tonë, reagimet bërthamore.
Për një kohë të gjatë, njerëzit janë përhumbur nga ëndrrat e ndërthurjes së elementeve - më saktë, të shndërrimit të metaleve të ndryshme në një. Pasi u kuptua kotësia e këtyre përpjekjeve, u vendos këndvështrimi për paprekshmërinë e elementeve kimike. Dhe vetëm zbulimi i strukturës së bërthamës në fillim të shekullit të 20-të tregoi se transformimi i elementeve në njëri-tjetrin është i mundur - por jo metodat kimike, pra ndikimi në të jashtme predha elektronike atomet, por duke ndërhyrë në strukturën e bërthamës atomike. Ky lloj fenomeni (dhe disa të tjerë) lidhen me reaksionet bërthamore, shembujt e të cilave do të diskutohen më poshtë. Por së pari duhet të kujtojmë disa koncepte bazë që do të kërkohen gjatë këtij diskutimi.
Koncepti i përgjithshëm i reaksioneve bërthamore
Ka dukuri në të cilat bërthama e një atomi të një ose një elementi tjetër ndërvepron me një bërthamë tjetër ose ndonjë grimcë elementare, domethënë shkëmben energji dhe vrull me to. Procese të tilla quhen reaksione bërthamore. Rezultati i tyre mund të jetë një ndryshim në përbërjen e bërthamës ose formimi i bërthamave të reja me emetimin e grimcave të caktuara. Në këtë rast, opsionet e mëposhtme janë të mundshme:
- duke bërë një element kimik tek tjetri;
- sinteza, domethënë shkrirja e bërthamave në të cilën formohet bërthama e një elementi më të rëndë.
Faza fillestare e reaksionit, e përcaktuar nga lloji dhe gjendja e grimcave që hyjnë në të, quhet kanali i hyrjes. Kanalet dalëse janë mënyrat e mundshme përgjatë së cilës do të vazhdojë reagimi.
Rregullat për regjistrimin e reaksioneve bërthamore
Shembujt e mëposhtëm demonstrojnë mënyrat në të cilat reaksionet që përfshijnë bërthamat dhe grimcat elementare.
Metoda e parë është e njëjtë me atë që përdoret në kimi: grimcat fillestare vendosen në anën e majtë, dhe produktet e reaksionit vendosen në anën e djathtë. Për shembull, ndërveprimi i një bërthame berilium-9 me një grimcë alfa të incidentit (i ashtuquajturi reaksion i zbulimit të neutronit) shkruhet si më poshtë:
9 4 Bëhu + 4 2 Ai → 12 6 C + 1 0 n.
Indekset e sipërme tregojnë numrin e nukleoneve, domethënë numrin e masës së bërthamave, indekset e poshtme tregojnë numrin e protoneve, domethënë numrat atomik. Shumat e të dyjave në anën e majtë dhe të djathtë duhet të përkojnë.
Një mënyrë e shkurtër e shkrimit të ekuacioneve të reaksionit bërthamor, e përdorur shpesh në fizikë, duket kështu:
9 4 Bëhu (α, n) 12 6 C.
Forma e përgjithshme e këtij shënimi është: A (a, b 1 b 2 ...) B. Këtu A është bërthama e synuar; a - grimca ose bërthama e incidentit; b 1, b 2 e kështu me radhë janë produkte të reaksionit të lehtë; B është thelbi përfundimtar.
Energjia e reaksioneve bërthamore
Në transformimet bërthamore, ligji i ruajtjes së energjisë përmbushet (së bashku me ligjet e tjera të ruajtjes). Në këtë rast, energjia kinetike e grimcave në kanalet hyrëse dhe dalëse të reaksionit mund të ndryshojë për shkak të ndryshimeve në energjinë e mbetur. Meqenëse kjo e fundit është e barabartë me masën e grimcave, masat para dhe pas reagimit gjithashtu do të jenë të ndryshme. Por energjia totale e sistemit ruhet gjithmonë.
Diferenca në energjinë e pushimit midis grimcave që hyjnë në një reaksion dhe atyre që dalin prej tij quhet prodhimi i energjisë dhe shprehet në ndryshimin e energjisë së tyre kinetike.
Në proceset që përfshijnë bërthama, përfshihen tre lloje ndërveprimet themelore- elektromagnetike, e dobët dhe e fortë. Falë kësaj të fundit, bërthama ka një veçori kaq të rëndësishme si energjia e lartë lidhëse midis grimcave të saj përbërëse. Është dukshëm më i lartë se, për shembull, midis bërthamës dhe elektronet atomike ose ndërmjet atomeve në molekula. Kjo dëshmohet nga një defekt i dukshëm në masë - ndryshimi midis shumës së masave të nukleonit dhe masës bërthamore, e cila është gjithmonë më e vogël nga sasia proporcionale me energjinë lidhje: Δm = E St /c 2. Defekti i masës llogaritet duke përdorur formulën e thjeshtë Δm = Zm p + Am n - M i, ku Z është ngarkesa bërthamore, A është numri i masës, m p është masa e protonit (1,00728 amu), m n është masa e neutronit ( 1,00866 amu), M i - masa bërthamore.
Kur përshkruhen reaksionet bërthamore, përdoret koncepti energji specifike lidhjet (d.m.th., për nukleon: Δmc 2 /A).
Energjia lidhëse dhe stabiliteti bërthamor
Stabiliteti më i madh, domethënë energjia më e lartë lidhëse specifike, dallohet nga bërthamat me një numër masiv nga 50 në 90, për shembull, hekuri. Ky "stabilitet maksimal" është për shkak të natyrës joqendrore të forcave bërthamore. Meqenëse çdo nukleon ndërvepron vetëm me fqinjët e tij, ai lidhet më dobët në sipërfaqen e bërthamës sesa brenda. Sa më pak nukleone që ndërveprojnë në një bërthamë, aq më e ulët është energjia e lidhjes, kështu që bërthamat e lehta janë më pak të qëndrueshme. Nga ana tjetër, me rritjen e numrit të grimcave në bërthamë, forcat refuzuese të Kulombit midis protoneve rriten, kështu që energjia lidhëse e bërthamave të rënda gjithashtu zvogëlohet.
Kështu, për bërthamat e lehta, më të mundshmet, domethënë të favorshme nga ana energjike, janë reaksionet e shkrirjes me formimin e një bërthame të qëndrueshme. pesha mesatare, për ato të rënda, përkundrazi, proceset e kalbjes dhe ndarjes (shpesh shumëfazore), si rezultat i të cilave formohen edhe produkte më të qëndrueshme. Këto reaksione karakterizohen nga një rendiment pozitiv dhe shpesh shumë i lartë i energjisë, i cili shoqëron një rritje të energjisë lidhëse.
Më poshtë do të shohim disa shembuj të reaksioneve bërthamore.
Reagimet e kalbjes
Bërthamat mund të pësojnë ndryshime spontane në përbërje dhe strukturë, gjatë të cilave lëshohen disa grimca elementare ose fragmente të bërthamës, të tilla si grimcat alfa ose grupimet më të rënda.
Kështu, gjatë kalbjes alfa, e mundur për shkak të tunelizimi kuantik, grimca alfa kapërcen pengesën e mundshme të forcave bërthamore dhe largohet nga bërthama e nënës, e cila, në përputhje me rrethanat, zvogëlon numer atomik me 2, dhe numri i masës me 4. Për shembull, një bërthamë radium-226, që lëshon një grimcë alfa, kthehet në radon-222:
226 88 Ra → 222 86 Rn + α (4 2 He).
Energjia e kalbjes së bërthamës së radium-226 është rreth 4.87 MeV.
Zbërthimi beta ndodh pa ndryshim në numrin e nukleoneve (numri masiv), por me një rritje ose ulje të ngarkesës së bërthamës me 1, me emetimin e një antineutrine ose neutrine, si dhe të një elektroni ose pozitroni. Një shembull i një reaksioni bërthamor të këtij llojiështë zbërthimi beta-plus i fluorit-18. Këtu, një nga protonet e bërthamës shndërrohet në një neutron, një pozitron dhe një neutrino emetohen dhe fluori shndërrohet në oksigjen-18:
18 9 K → 18 8 Ar + e + + ν e .
Energjia beta e zbërthimit të fluorit-18 është rreth 0.63 MeV.
Fisioni bërthamor
Reaksionet e ndarjes kanë prodhim shumë më të madh të energjisë. Ky është emri i procesit në të cilin bërthama shpërbëhet spontanisht ose me forcë në fragmente me masë të ngjashme (zakonisht dy, rrallë tre) dhe disa produkte më të lehta. Një bërthamë ndahet nëse energjia e saj potenciale tejkalon vlerën fillestare me një sasi të caktuar, e quajtur pengesë e ndarjes. Megjithatë, probabiliteti i një procesi spontan edhe për bërthamat e rënda është i ulët.
Ajo rritet ndjeshëm kur bërthama merr energjinë përkatëse nga jashtë (kur një grimcë e godet atë). Neutroni depërton më lehtë në bërthamë, pasi nuk i nënshtrohet forcave të sprapsjes elektrostatike. Ndikimi i një neutroni çon në një rritje energjia e brendshme bërthama, ajo deformohet me formimin e një shtrëngimi dhe ndahet. Fragmentet fluturojnë larg nën ndikim Forcat e Kulonit. Një shembull i një reaksioni të ndarjes bërthamore demonstrohet nga uraniumi-235 që thith një neutron:
235 92 U + 1 0 n → 144 56 Ba + 89 36 Kr + 3 1 0 n.
Ndarja në barium-144 dhe krypton-89 është vetëm një nga opsionet e mundshme ndarja e uraniumit-235. Ky reaksion mund të shkruhet si 235 92 U + 1 0 n → 236 92 U* → 144 56 Ba + 89 36 Kr + 3 1 0 n, ku 236 92 U* është një bërthamë komplekse shumë e ngacmuar me energji të lartë potenciale. Teprica e tij, së bashku me ndryshimin në energjitë lidhëse të bërthamave të nënës dhe bijës, lëshohet kryesisht (rreth 80%) në formën e energjisë kinetike të produkteve të reaksionit, dhe gjithashtu pjesërisht në formë energji potenciale fragmente të ndarjes. Energji totale ndarja e një bërthame masive - afërsisht 200 MeV. Për sa i përket 1 gram uranium-235 (duke supozuar se të gjitha bërthamat kanë reaguar), kjo arrin në 8,2 ∙ 10 4 megaxhaule.
Reaksionet zinxhir
Zbërthimi i uraniumit-235, si dhe i bërthamave të tilla si uraniumi-233 dhe plutonium-239, karakterizohet nga një tipar i rëndësishëm- prania midis produkteve të reaksionit neutronet e lira. Këto grimca, duke depërtuar në bërthama të tjera, nga ana tjetër, janë në gjendje të nisin ndarjen e tyre, përsëri me lëshimin e neutroneve të reja, etj. Ky proces quhet një reaksion zinxhir bërthamor.
Ecuria e reaksionit zinxhir varet nga mënyra se si numri i neutroneve të emetuara nga gjenerata e ardhshme krahasohet me numrin e tyre në gjeneratën e mëparshme. Ky raport k = N i / N i -1 (këtu N është numri i grimcave, i është numër serik gjenerimi) quhet faktori i shumëzimit të neutronit. Në k< 1 reaksion zinxhir nuk funksionon. Kur k > 1, numri i neutroneve, dhe si rrjedhim i bërthamave të zbërthyeshme, rritet si një ortek. Një shembull i një reaksioni zinxhir bërthamor të këtij lloji është një shpërthim Bombë atomike. Në k = 1, procesi ndodh në një gjendje të qëndrueshme, siç ilustrohet nga reaksioni i kontrolluar nga shufrat që thithin neutron në reaktorët bërthamorë.
Fusion bërthamor
Lëshimi më i madh i energjisë (për nukleon) ndodh gjatë shkrirjes së bërthamave të lehta - të ashtuquajturat reaksione të shkrirjes. Për të reaguar, bërthamat e ngarkuara pozitivisht duhet të kapërcejnë barrierën e Kulombit dhe t'i afrohen një largësie ndërveprim i fortë, duke mos e tejkaluar madhësinë e vetë bërthamës. Prandaj, ato duhet të kenë energji kinetike jashtëzakonisht të lartë, që do të thotë temperatura të larta (dhjetëra miliona gradë e lart). Për këtë arsye reaksionet e shkrirjes quhen edhe reaksione termonukleare.
Një shembull i një reaksioni të shkrirjes bërthamore është formimi i helium-4 me lëshimin e një neutroni gjatë shkrirjes së bërthamave të deuteriumit dhe tritiumit:
2 1 H + 3 1 H → 4 2 Ai + 1 0 n.
Këtu lirohet një energji prej 17.6 MeV, e cila për nukleon është më shumë se 3 herë më e lartë se energjia e ndarjes së uraniumit. Nga këto, 14.1 MeV ndodh në energjia kinetike neutron dhe bërthama 3,5 MeV - helium-4. Një vlerë kaq domethënëse krijohet për shkak të ndryshimit të madh në energjitë lidhëse të bërthamave të deuteriumit (2.2246 MeV) dhe tritiumit (8.4819 MeV) nga njëra anë dhe helium-4 (28.2956 MeV) nga ana tjetër.
Në reaksionet e ndarjes bërthamore lirohet energjia e zmbrapsjes elektrike, ndërsa në shkrirje çlirohet energjia për shkak të ndërveprimit të fortë - më i fuqishmi në natyrë. Kjo përcakton një rendiment kaq të rëndësishëm energjetik të këtij lloji të reaksioneve bërthamore.
Shembuj të zgjidhjes së problemeve
Konsideroni reaksionin e ndarjes 235 92 U + 1 0 n → 140 54 Xe + 94 38 Sr + 2 1 0 n. Sa është prodhimi i saj i energjisë? NË pamje e përgjithshme formula për llogaritjen e saj, duke pasqyruar ndryshimin midis energjive të mbetura të grimcave para dhe pas reaksionit, është si më poshtë:
Q = Δmc 2 = (m A + m B - m X - m Y + ...) ∙ c 2.
Në vend që të shumëzoni me katrorin e shpejtësisë së dritës, mund të shumëzoni diferencën e masës me një faktor prej 931.5 për të marrë vlerën e energjisë në megaelektronvolt. Zëvendësimi i vlerave përkatëse në formulë masat atomike, marrim:
Q = (235,04393 + 1,00866 - 139,92164 - 93,91536 - 2∙1,00866) ∙ 931,5 ≈ 184,7 MeV.
Një shembull tjetër është reaksioni i sintezës. Kjo është një nga fazat e ciklit proton-proton - burimi kryesor i energjisë diellore.
3 2 Ai + 3 2 Ai → 4 2 Ai + 2 1 1 H + γ.
Le të zbatojmë të njëjtën formulë:
Q = (2 ∙ 3,01603 - 4,00260 - 2 ∙ 1,00728) ∙ 931,5 ≈ 13,9 MeV.
Pjesa kryesore e kësaj energjie - 12.8 MeV - ndodh në në këtë rast për gama foton.
Ne kemi shqyrtuar vetëm shembujt më të thjeshtë të reaksioneve bërthamore. Fizika e këtyre proceseve është jashtëzakonisht komplekse, ato janë jashtëzakonisht të ndryshme. Studimi dhe aplikimi i reaksioneve bërthamore ka rëndësi të madhe si në zonë praktike(energjia) dhe në shkencën themelore.
– procesi i ndërveprimit të një bërthame me një grimcë elementare ose një bërthamë tjetër, gjatë të cilit ndodh një ndryshim në strukturën dhe vetitë e bërthamës. Për shembull, emetimi i grimcave elementare nga bërthama, ndarja e saj, emetimi i fotoneve me energji të lartë ( rrezet gama). Një nga rezultatet e reaksioneve bërthamore është formimi i izotopeve që nuk ekzistojnë natyrshëm në Tokë.
Reaksionet bërthamore mund të ndodhin kur atomet bombardohen nga grimcat e shpejta ( protonet , neutronet , jonet , grimcat alfa ).
Më shumë informacione të dobishme Nga tema të ndryshme- në teleramën tonë.
Reaksionet bërthamore
Një nga reaksionet e para bërthamore të kryera nga njerëzit u krye Rutherford V 1919 vit për të zbuluar protonin. Në atë kohë nuk dihej ende se bërthama përbëhej nga nukleonet (protonet Dhe neutronet). Gjatë ndarjes së shumë elementeve, u zbulua një grimcë që ishte bërthama e një atomi hidrogjeni. Bazuar në eksperimentet, Rutherford bëri supozimin se kjo grimcë është pjesë e të gjitha bërthamave.
Ky reagim përshkruan saktësisht një nga eksperimentet e shkencëtarit. Në eksperiment, gazi është më i lartë ( azoti) bombardohet grimcat alfa (bërthamat e heliumit), i cili, duke rrëzuar bërthamat e azotit proton , e shndërrojnë atë në një izotop të oksigjenit. Regjistrimi i këtij reagimi duket kështu:
Kur zgjidhni problemet që përfshijnë reaksione bërthamore, duhet të mbahet mend se gjatë shfaqjes së tyre plotësohen kushtet e mëposhtme: ligjet klasike duke kursyer: ngarkuar , momenti këndor , impuls Dhe energji .
Ka edhe ligji i ruajtjes së ngarkesës së barionit . Kjo do të thotë se numri i nukleoneve që marrin pjesë në reaksion mbetet i pandryshuar. Nëse shikojmë reagimin, shohim se sasitë numrat masiv (numri më lart) dhe numrat atomik l (poshtë) në anën e djathtë dhe të majtë të ekuacionit janë të njëjta.
Meqe ra fjala! Tani ka një zbritje për të gjithë lexuesit tanë 10% në .
Energjia specifike e lidhjes së bërthamave
Siç dihet, një nga forcat themelore vepron brenda bërthamës në distanca të rendit të madhësisë së saj. ndërveprimet fizike – ndërveprim i fortë . Për ta kapërcyer atë dhe për të "shkatërruar" thelbin, është e nevojshme nje numer i madh i energji.
Energjia e lidhjes bërthamore - energjia minimale e nevojshme për të ndarë bërthamën e një atomi në grimcat elementare përbërëse të tij.
Masa e çdo bërthame atomike është më e vogël se masa e grimcave përbërëse të tij. Diferenca midis masave të një bërthame dhe nukleoneve përbërëse të saj quhet defekt në masë:
Numrat Z Dhe N Përcaktohen lehtësisht duke përdorur tabelat periodike, dhe mund të lexoni se si bëhet kjo. Energjia e lidhjes llogaritet duke përdorur formulën:
Energjia e reaksioneve bërthamore
Reaksionet bërthamore shoqëruar me transformime energjetike. Ekziston një sasi që quhet rendimenti i energjisë i reaksionit dhe përcaktohet nga formula
Delta M – defekt në masë, por në këtë rast është diferenca në masë midis produkteve fillestare dhe përfundimtare të një reaksioni bërthamor.
Reaksionet mund të ndodhin si me çlirimin e energjisë ashtu edhe me thithjen e saj. Reaksione të tilla quhen përkatësisht ekzotermike
Dhe endotermike
.
Për të rrjedhur reaksion ekzotermik
, ekzekutimi kërkohet kushti tjetër: energjia kinetike e produkteve fillestare duhet të jetë më e madhe se energjia kinetike e produkteve të formuara gjatë reaksionit.
Reaksioni endotermik e mundur kur energji specifike lidhëse nukleonet në produkte origjinale energji më pak specifike lidhëse e bërthamave të produkteve përfundimtare.
Shembuj të zgjidhjes së problemeve të reaksionit bërthamor
Dhe tani një çift shembuj praktik me zgjidhje:
Edhe nëse hasni në një problem me një yll, ia vlen të mbani mend se nuk ka probleme të pazgjidhshme. Shërbimi i studentëve do t'ju ndihmojë të përfundoni çdo detyrë.
Tranzicioni izomerik
Reaksioni bërthamor- procesi i formimit të bërthamave ose grimcave të reja gjatë përplasjeve të bërthamave ose grimcave. Reaksioni bërthamor u vëzhgua për herë të parë nga Rutherford në vitin 1919, duke bombarduar bërthamat e atomeve të azotit me grimca α, ai u zbulua nga shfaqja e grimcave dytësore jonizuese me një gamë në gaz më të madh se diapazoni i grimcave α dhe u identifikuan si protone. Më pas, fotografitë e këtij procesi u morën duke përdorur një dhomë reje.
Sipas mekanizmit të ndërveprimit, reaksionet bërthamore ndahen në dy lloje:
- reaksioni me formimin e një bërthame të përbërë është një proces me dy faza që ndodh me një energji kinetike jo shumë të lartë të grimcave që përplasen (deri në rreth 10 MeV).
- reaksionet e drejtpërdrejta bërthamore që ndodhin në koha bërthamore , e nevojshme që grimca të kalojë bërthamën. Ky mekanizëm manifestohet kryesisht në energjitë e larta të grimcave bombarduese.
Nëse pas një përplasje bërthamat dhe grimcat origjinale ruhen dhe nuk lindin të reja, atëherë reaksioni është shpërndarje elastike në fushën e forcave bërthamore, i shoqëruar vetëm nga një rishpërndarje e energjisë kinetike dhe momentit të grimcës dhe bërthamës së synuar dhe quhet shpërndarje potenciale .
Mekanizmat e reaksionit bërthamor
Bërthama e përbërë
Teoria e mekanizmit të reaksionit për të formuar një bërthamë të përbërë u zhvillua nga Niels Bohr në 1936 së bashku me teorinë e modelit të pikëzimit të bërthamës dhe përbën bazën ide moderne për shumicën e reaksioneve bërthamore.
Sipas kësaj teorie, reaksioni bërthamor ndodh në dy faza. Në fillim, grimcat fillestare formojnë një bërthamë të ndërmjetme (të përbërë). koha bërthamore, domethënë koha e nevojshme që një grimcë të kalojë bërthamën, afërsisht e barabartë me 10 −23 - 10 −21. Në këtë rast, një bërthamë e përbërë formohet gjithmonë në një gjendje të ngacmuar, pasi ajo ka energji të tepërt të sjellë nga grimca në bërthamë në formën e energjisë lidhëse të nukleonit në bërthamën e përbërë dhe një pjesë të energjisë së saj kinetike, e cila është e barabartë me shumën e energjisë kinetike të bërthamës së synuar me numër masiv dhe grimcës në qendrën e sistemit të inercisë.
Energjia e ngacmimit
Energjia e ngacmimit e një bërthame të përbërë të formuar pas përthithjes së një nukleoni të lirë është e barabartë me shumën e energjisë lidhëse të nukleonit dhe një pjesë të energjisë së tij kinetike:
Më shpesh për shkak të dallim i madh në masat e bërthamës dhe nukleonit është afërsisht e barabartë me energjinë kinetike të nukleonit që bombardon bërthamën.
Mesatarisht, energjia e lidhjes është 8 MeV, që ndryshon në varësi të karakteristikave të bërthamës së përbërjes që rezulton, por për bërthamën dhe nukleonin e synuar të caktuar kjo vlerë është një konstante. Energjia kinetike e grimcës bombarduese mund të jetë çdo gjë, për shembull, kur ngacmimi i reaksioneve bërthamore nga neutronet, potenciali i të cilave nuk ka një pengesë Kulomb, vlera mund të jetë afër zeros. Kështu, energjia e lidhjes është energjia minimale e ngacmimit të një bërthame të përbërë.
Kanalet e reagimit
Kalimi në një gjendje jo të ngacmuar mund të kryhet në mënyra të ndryshme, thirri kanalet e reagimit. Llojet dhe gjendja kuantike e grimcave dhe bërthamave rënëse para fillimit të reaksionit përcaktohen nga kanali i hyrjes reagimet. Pas përfundimit të reagimit, tërësia e rezultateve produktet e reagimit dhe gjendjet e tyre kuantike përcakton kanali i daljes reagimet. Reagimi karakterizohet plotësisht nga kanalet hyrëse dhe dalëse.
Kanalet e reaksionit nuk varen nga metoda e formimit të bërthamës së përbërë, gjë që mund të shpjegohet me jetëgjatësinë e bërthamës së përbërë, duket se "harron" se si u formua, prandaj, formimi dhe prishja e bërthamës së përbërë mund të konsiderohet si ngjarje të pavarura. Për shembull, ajo mund të formohet si një bërthamë e përbërë në një gjendje të ngacmuar në një nga reaksionet e mëposhtme:
Më pas, me kusht që energjia e ngacmimit të jetë e njëjtë, kjo bërthamë e përbërë mund të kalbet në mënyrë të kundërt me cilindo nga këto reaksione, me një probabilitet të caktuar që nuk varet nga historia e shfaqjes së kësaj bërthame. Probabiliteti i formimit të një bërthame të përbërë varet nga energjia dhe nga lloji i bërthamës së synuar.
Reaksionet e drejtpërdrejta bërthamore
Ecuria e reaksioneve bërthamore është gjithashtu e mundur përmes mekanizmit ndërveprim të drejtpërdrejtë Në thelb, ky mekanizëm manifestohet në energji shumë të larta të grimcave bombarduese, kur nukleonet e bërthamës mund të konsiderohen të lira. Reaksionet e drejtpërdrejta ndryshojnë nga mekanizmi i bërthamës së përbërë kryesisht në shpërndarjen e vektorëve të momentit të grimcave të produktit në raport me momentin e grimcave bombarduese. Në kontrast me simetrinë sferike të mekanizmit të bërthamës së përbërë, ndërveprimi i drejtpërdrejtë karakterizohet nga drejtimi mbizotërues i fluturimit të produkteve të reaksionit përpara në lidhje me drejtimin e lëvizjes së grimcave të incidentit. Shpërndarja e energjisë e grimcave të produktit në këto raste është gjithashtu e ndryshme. Ndërveprimi i drejtpërdrejtë karakterizohet nga një tepricë e grimcave me energji të lartë. Në përplasjet me bërthama grimcat komplekse(d.m.th., bërthama të tjera), proceset e transferimit të nukleonit nga bërthama në bërthamë ose shkëmbimi i nukleoneve janë të mundshme. Reaksione të tilla ndodhin pa formimin e një bërthame të përbërë dhe ato kanë të gjitha tiparet e ndërveprimit të drejtpërdrejtë.
Prerje tërthore të reaksionit bërthamor
Probabiliteti i një reaksioni përcaktohet nga i ashtuquajturi seksion kryq bërthamor reagimet. Në një kuadër laboratori referimi (ku bërthama e synuar është në qetësi), probabiliteti i ndërveprimit për njësi të kohës është i barabartë me produktin e seksionit kryq (shprehur në njësi të sipërfaqes) dhe fluksit të grimcave të rënë (shprehur në numër të grimcave që kalojnë një njësi sipërfaqe për njësi të kohës). Nëse disa kanale dalëse mund të zbatohen për një kanal hyrës, atëherë raporti i probabiliteteve të kanaleve të reagimit në dalje është i barabartë me raportin e seksioneve të tyre kryq. Në fizikën bërthamore, seksionet kryq të reaksionit zakonisht shprehen në njësi speciale - hambarë, të barabartë me 10 -24 cm².
Prodhimi i reagimit
Numri i rasteve të reagimit pjesëtuar me numrin e grimcave që bombardojnë objektivin quhet prodhimi i një reaksioni bërthamor. Kjo vlerë përcaktohet eksperimentalisht në matjet sasiore. Meqenëse rendimenti lidhet drejtpërdrejt me seksionin kryq të reaksionit, matja e rendimentit është në thelb një matje e seksionit kryq të reaksionit.
Ligjet e ruajtjes në reaksionet bërthamore
Në reaksionet bërthamore, të gjitha ligjet e ruajtjes së fizikës klasike plotësohen. Këto ligje vendosin kufizime në mundësinë e një reaksioni bërthamor. Edhe një proces energjikisht i favorshëm rezulton gjithmonë i pamundur nëse shoqërohet me shkelje të çdo ligji të ruajtjes. Përveç kësaj, ekzistojnë ligje të ruajtjes specifike për mikrobotën; disa prej tyre përmbushen gjithmonë, me sa dihet (ligji i ruajtjes së numrit të barionit, numri i leptonit); Ligjet e tjera të ruajtjes (isospin, barazi, çuditshmëri) vetëm shtypin disa reagime, pasi ato nuk janë të kënaqura për disa nga ndërveprimet themelore. Pasojat e ligjeve të ruajtjes janë të ashtuquajturat rregullat e përzgjedhjes, që tregojnë mundësinë ose ndalimin e reagimeve të caktuara.
Ligji i ruajtjes së energjisë
Nëse , , , janë energjitë totale të dy grimcave para dhe pas reaksionit, atëherë bazuar në ligjin e ruajtjes së energjisë:
Kur formohen më shumë se dy grimca, numri i termave në anën e djathtë të kësaj shprehjeje duhet të jetë më i madh. Energjia totale grimca është e barabartë me energjinë e saj të pushimit Mc 2 dhe energjia kinetike E, Kjo është arsyeja pse:
Dallimi midis energjive totale kinetike të grimcave në "dalje" dhe "hyrje" të reaksionit P = (E 3 + E 4) − (E 1 + E 2) thirrur energjia e reagimit(ose rendimenti energjetik i reaksionit). Ai plotëson kushtin:
Shumëzuesi 1/ c 2 zakonisht hiqet kur llogaritet bilanci i energjisë, duke shprehur masat e grimcave në njësi energjie (ose ndonjëherë energjinë në njësi të masës).
Nëse P> 0, atëherë reagimi shoqërohet me lëshim energji e lirë dhe quhet ekzoenergjike , Nëse P < 0, то реакция сопровождается поглощением свободной энергии и называется endoenergjike .
Është e lehtë ta shohësh këtë P> 0 kur shuma e masave të grimcave të produktit është më e vogël se shuma e masave të grimcave fillestare, domethënë çlirimi i energjisë së lirë është i mundur vetëm duke zvogëluar masat e grimcave që reagojnë. Dhe anasjelltas, nëse shuma e masave të grimcave dytësore tejkalon shumën e masave të atyre fillestare, atëherë një reagim i tillë është i mundur vetëm nëse shpenzohet një sasi e caktuar e energjisë kinetike për të rritur energjinë e mbetur, d.m.th. masat e grimcave të reja. Vlera minimale Energjia kinetike e një grimce rënëse në të cilën është i mundur një reaksion endoenergjetik quhet energjia e reagimit të pragut. Quhen edhe reaksione endoenergjike reagimet e pragut, pasi ato nuk ndodhin në energjitë e grimcave nën pragun.
Ligji i ruajtjes së momentit
Momenti total i grimcave para reaksionit është i barabartë me momentin total të grimcave të produktit të reaksionit. Nëse , , , janë vektorët e momentit të dy grimcave para dhe pas reaksionit, atëherë
Secili prej vektorëve mund të matet në mënyrë të pavarur eksperimentalisht, për shembull, me një spektrometër magnetik. Të dhënat eksperimentale tregojnë se ligji i ruajtjes së momentit është i vlefshëm si në reaksionet bërthamore ashtu edhe në proceset e shpërndarjes së mikrogrimcave.
Ligji i ruajtjes së momentit këndor
Reaksioni i shkrirjes bërthamore
Reaksioni i shkrirjes bërthamore- procesi i shkrirjes së dy bërthamave atomike për të formuar një bërthamë të re, më të rëndë.
Përveç bërthamës së re, gjatë reaksionit të shkrirjes, si rregull, formohen edhe grimca të ndryshme elementare dhe (ose) kuanta të rrezatimit elektromagnetik.
Pa furnizim energjia e jashtme shkrirja e bërthamave është e pamundur, pasi bërthamat e ngarkuara pozitivisht përjetojnë forca të sprapsjes elektrostatike - kjo është e ashtuquajtura "pengesa e Kulombit". Për të sintetizuar bërthamat, është e nevojshme t'i afroni ato në një distancë prej rreth 10-15 m, në të cilën veprimi i ndërveprimit të fortë do të tejkalojë forcat e zmbrapsjes elektrostatike. Kjo është e mundur nëse energjia kinetike e bërthamave që afrohen tejkalon barrierën e Kulombit.
Kushtet e tilla mund të lindin në dy raste:
- Nëse lënda nxehet në temperatura jashtëzakonisht të larta në një reaktor ylli ose shkrirje. Sipas teorisë kinetike, energjia kinetike e mikrogrimcave lëvizëse të një substance (atomeve, molekulave ose joneve) mund të përfaqësohet si temperaturë dhe, për rrjedhojë, duke ngrohur një substancë, mund të arrihet një reaksion i shkrirjes bërthamore. Në këtë rast, ata flasin për shkrirjen termonukleare ose reaksionin termonuklear.
Reaksioni termonuklear
Reaksioni termonuklear- shkrirja e dy bërthamave atomike për të formuar një bërthamë të re, më të rëndë, për shkak të energjisë kinetike të lëvizjes së tyre termike.
Për një reaksion të shkrirjes bërthamore, bërthamat fillestare duhet të kenë energji kinetike relativisht të lartë, pasi ato përjetojnë sprapsje elektrostatike, pasi ato janë të ngarkuara pozitivisht.
Para së gjithash, midis tyre duhet theksuar reagimi midis dy izotopeve (deuterium dhe tritium) të hidrogjenit, i cili është shumë i zakonshëm në Tokë, si rezultat i të cilit formohet helium dhe lirohet një neutron. Reagimi mund të shkruhet si:
+ energji (17,6 MeV).
Energjia e çliruar (që rrjedh nga fakti se helium-4 ka shumë të fortë lidhjet bërthamore) shndërrohet në energji kinetike, shumica prej të cilave, 14.1 MeV, e mbart neutronin si grimcë më të lehtë. Bërthama që rezulton është e lidhur fort, kjo është arsyeja pse reagimi është kaq shumë ekzoenergjitik. Ky reaksion karakterizohet nga barriera më e ulët e Kulonit dhe rendiment i madh, kështu që ajo përfaqëson interes të veçantë për të menaxhuar shkrirja termonukleare.
Reaksioni fotonuklear
Kur një gama kuantike absorbohet, bërthama merr energji të tepërt pa ndryshuar përbërjen e saj të nukleonit, dhe një bërthamë me energji të tepërt është një bërthamë e përbërë. Ashtu si reaksionet e tjera bërthamore, thithja e një kuantike gama nga një bërthamë është e mundur vetëm nëse plotësohen marrëdhëniet e nevojshme të energjisë dhe rrotullimit. Nëse energjia e transferuar në bërthamë tejkalon energjinë lidhëse të një nukleoni në bërthamë, atëherë prishja e bërthamës së përbërë që rezulton ndodh më shpesh me emetimin e nukleoneve, kryesisht neutroneve. Një zbërthim i tillë çon në reaksione bërthamore dhe, të cilat quhen fotonukleare, dhe dukuria e emetimit të nukleonit në këto reaksione është efekti fotoelektrik bërthamor.
Të tjera
Regjistrimi i reaksioneve bërthamore
Reaksionet bërthamore shkruhen në formën e formulave të veçanta në të cilat gjenden emërtimet e bërthamave atomike dhe grimcave elementare.
Mënyra e parë shkrimi i formulave për reaksionet bërthamore është i ngjashëm me shkrimin e formulave për reaksionet kimike, domethënë, shuma e grimcave origjinale shkruhet në të majtë, shuma e grimcave rezultuese (produktet e reaksionit) shkruhet në të djathtë dhe vendoset një shigjetë. mes tyre.
Kështu, reagimi i kapjes rrezatuese të një neutroni nga një bërthamë kadmium-113 shkruhet si më poshtë:
Ne shohim se numri i protoneve dhe neutroneve djathtas dhe majtas mbetet i njëjtë (numri i barionit është i ruajtur). E njëjta gjë vlen edhe për ngarkesat elektrike, numrat e leptonit dhe sasitë e tjera (energjia, momenti, momenti këndor, ...). Në disa reaksione ku përfshihet ndërveprimi i dobët, protonet mund të kthehen në neutrone dhe anasjelltas, por numri i tyre i përgjithshëm nuk ndryshon.
Mënyra e dytë shënimi, më i përshtatshëm për fizikën bërthamore, ka formën A (a, bcd...) B, Ku A- bërthama e synuar, A- grimca bombarduese (përfshirë bërthamën), b, c, d,…- grimcat e emetuara (përfshirë bërthamat), NË- bërthama e mbetur. Produktet e reagimit më të lehta shkruhen në kllapa, ato më të rëndat shkruhen jashtë. Kështu, reagimi i mësipërm i kapjes së neutronit mund të shkruhet në këtë formë.
në nivel të ulët (< 1 МэВ),
средних (1-100 МэВ) и высоких (>100 MeV) energjitë. Bëhen dallime në bërthamat e lehta (bërthamat e synuara A< 50), ядрах ср.
массы (50 < А < 100) и тяжелых ядрах (А > 100).
I bërthamore mund të ndodhë nëse dy grimcat e përfshira në të afrohen në një distancë më të vogël se diametri i bërthamës (afërsisht 10 -13 cm), pra në një distancë në të cilën veprojnë forcat e ndërveprimit intranuklear. ndërmjet nukleoneve përbërëse të bërthamës. Nëse të dy pjesëmarrësit grimcat bërthamore Meqenëse bombardimi dhe bërthama e synuar janë të ngarkuar pozitivisht, afrimi i grimcave parandalohet nga forca refuzuese e dy grimcave pozitive. ngarkesat, dhe grimca bombarduese duhet të kapërcejë të ashtuquajturat. Barriera potenciale e Kulonit. Lartësia e kësaj pengese varet nga ngarkesa e grimcës bombarduese dhe ngarkesa e bërthamës së synuar. Për bërthamat që përgjigjen me mesatare. vlerat e , dhe grimcat bombarduese me ngarkesë +1, lartësia e barrierës është përafërsisht. 10 MeV. Nëse grimcat që nuk kanë ngarkesë () marrin pjesë në procesin bërthamor, nuk ka pengesë potenciale të Kulombit dhe reaksionet bërthamore mund të vazhdojnë me pjesëmarrjen e grimcave që kanë energji termale(d.m.th. energjia që korrespondon me dridhjet termike).
Mundësia që bërthamat bërthamore të mos ndodhin si rezultat i bombardimeve të bërthamave të synuara nga grimcat e incidentit, por për shkak të konvergjencës ultra të fortë të bërthamave (d.m.th., afrimi në distanca të krahasueshme me diametrin e bërthamës) të vendosura në një sipërfaqe të ngurtë ose në një sipërfaqe (për shembull, me pjesëmarrjen e bërthamave, të tretura në); Deri më tani (1995) nuk ka të dhëna të besueshme për zbatimin e një bërthamore të tillë ("bashkim i ftohtë termonuklear").
I bërthamore u nënshtrohen të njëjtave ligje të përgjithshme të natyrës si kimikatet e zakonshme. r-tion (dhe energjia, ruajtja e ngarkesës, momenti). Përveç kësaj, gjatë rrjedhës së reaksioneve bërthamore, ndodhin edhe disa efekte specifike. ligje që nuk shfaqen në kimi. p-tionet, për shembull, ligji i ruajtjes së ngarkesës së barionit (barionet janë të rënda).
Bërthamat bërthamore mund të shkruhen siç tregohet në shembullin e transformimit të bërthamave Pu në bërthama Ku kur një objektiv plutoniumi rrezatohet me bërthama:
Nga ky regjistrim është e qartë se shumat e ngarkesave majtas dhe djathtas (94 + 10 = 104) dhe shumat (242 + 22 = 259 + 5) janë të barabarta me njëra-tjetrën. Sepse simboli kimik elementi tregon qartë atë në. numri (ngarkesa bërthamore), atëherë kur shkruani vlerat bërthamore të ngarkesës së grimcave, ato zakonisht nuk tregohen. Më shpesh, ato bërthamore shkruhen më shkurt. Kështu, formimi bërthamor i 14 C gjatë rrezatimit të bërthamave 14 N regjistrohet si më poshtë. mënyra: 14 N(n, p) 14 C.
Në kllapa tregoni së pari grimcën ose kuantin bombardues, pastaj, të ndara me presje, grimcat ose kuantet e dritës që rezultojnë. Në përputhje me këtë metodë regjistrimi, dallohen (n, p), (d, p), (n, 2n) dhe ato të tjera bërthamore..
Kur të njëjtat grimca përplasen, grimcat bërthamore mund të ndahen. mënyrat. Për shembull, kur një objektiv alumini rrezatohet, mund të ndodhë një gjurmë. bërthamore: 27 А1(n,) 28 А1, 27 А1(n, n) 27 А1, 27 А1(n, 2n) 26 А1, 27 А1(n, p) 27 Mg, 27 Al(n,) 24 Na dhe etj Mbledhja e grimcave që përplasen quhet. kanali i hyrjes bërthamore dhe grimcat e lindura si rezultat i atij bërthamor formojnë kanalin e daljes.
I Reaksionet bërthamore mund të ndodhin me çlirimin dhe thithjen e energjisë Q. Nëse në terma të përgjithshëm energjinë bërthamore e shkruajmë si A(a, b)B, atëherë për të tillë energjinë bërthamoreështë e barabartë me: Q = [(M A + M a) - (M b + M b)] x c 2, ku M është masa e grimcave bërthamore të përfshira; c është shpejtësia e dritës. Në praktikë, është më i përshtatshëm të përdoren vlerat deltaM (shih), atëherë shprehja për llogaritjen e Q ka formën: dhe për arsye komoditeti, zakonisht shprehet në kiloelektronvolt (keV, 1 amu = 931501.59 keV = 1.492443 x 10 -7 kJ).
Ndryshimi i energjisë që shoqërohet me energji bërthamore mund të jetë 10 6 herë ose më shumë se energjia e çliruar ose e absorbuar gjatë reaksioneve kimike. r-tionet. Prandaj, gjatë një bërthamore, një ndryshim në masat e bërthamave ndërvepruese bëhet i dukshëm: energjia e lëshuar ose e zhytur është e barabartë me ndryshimin në shumat e masave të grimcave para dhe pas asaj bërthamore. Mundësia e lëshimit të sasive të mëdha të energjisë gjatë zbatimit të bërthamës qëndron në bazën e bërthamës (shih). Studimi i marrëdhënieve midis energjive të grimcave që marrin pjesë në reaksionet bërthamore, si dhe marrëdhëniet midis këndeve në të cilat grimcat rezultuese fluturojnë larg, përbën seksionin fizika bërthamore- kinematika e sistemeve bërthamore.
Prodhimet bërthamore, d.m.th., raporti i numrit të grimcave bërthamore me numrin e grimcave që bien për njësi sipërfaqe (1 cm 2) të objektivit zakonisht nuk kalon 10 -6 -10 -3. Për objektivat e hollë (thjesht, një objektiv i hollë mund të quhet objektiv, kur kalon nëpër të, rrjedha e grimcave bombarduese nuk dobësohet dukshëm), rendimenti bërthamor është proporcional me numrin e grimcave që bien në 1 cm 2 të sipërfaqes së synuar, numri i bërthamave të përfshira në 1 cm 2 të objektivit, si dhe vlera e seksionit kryq efektiv bërthamor. Edhe kur përdoret një burim kaq i fuqishëm i grimcave përplasëse si reaktor bërthamor, brenda 1 ore është e mundur, si rregull, të merret gjatë kryerjes bërthamore nën ndikimin e jo më shumë se disa. mg që përmbajnë bërthama të reja. Zakonisht, masa e një substance të marrë në një ose në një tjetër objekt bërthamor është dukshëm më pak.
Grimcat bombarduese. Për kryerjen e reaksioneve bërthamore përdoren n, p, deuteronet d, tritonet t, grimcat, të rënda (12 C, 22 Ne, 40 Ar etj.), e kuanta. Burimet (shih) gjatë kryerjes së bërthamës janë: përzierjet e metaleve. Të jetë dhe një emetues i përshtatshëm, p.sh. 226 Ra (të ashtuquajturat burime ampule), gjeneratorë neutron, reaktorë bërthamorë. Meqenëse në shumicën e rasteve, ato bërthamore janë më të larta për energji të ulëta (termike), atëherë para se të drejtojnë rrjedhën në objektiv, ato zakonisht ngadalësohen duke përdorur dhe materiale të tjera. Në rastin e bazave të ngadalta. procesi për pothuajse të gjitha bërthamat është kapja e rrezatimit - lloji bërthamor, pasi pengesa Kulomb e bërthamës parandalon ikjen e grimcave. Nën ndikimin, ndodhin rrjedha zinxhirore.
Nëse përdoret si grimca bombarduese, deuterone, etj., mbartëse pozitive. ngarkuar, grimca bombarduese përshpejtohet në energjitë e larta(nga dhjetëra MeV në qindra GeV), duke përdorur decomp. përshpejtuesit. Kjo është e nevojshme në mënyrë që një grimcë e ngarkuar të mund të kapërcejë pengesën potenciale të Kulombit dhe të hyjë në bërthamën e rrezatuar. Kur rrezatohen objektivat me grimca të ngarkuara pozitivisht, max. Rendimentet bërthamore arrihen duke përdorur deuteronet. Kjo është për shkak të faktit se energjia lidhëse në deuteron është relativisht e vogël, dhe në përputhje me rrethanat, distanca midis dhe është e madhe.
Kur deuteronët përdoren si grimca bombarduese, vetëm një nukleon shpesh depërton në bërthamën e rrezatuar - ose, nukleoni i dytë i bërthamës së deuteronit fluturon më tej, zakonisht në të njëjtin drejtim me deuteronin e rënë. Prerje tërthore efektive të larta mund të arrihen duke kryer teste bërthamore midis deuteroneve dhe bërthamave të lehta me energji relativisht të ulëta të grimcave të incidentit (1-10 MeV). Prandaj, bërthamat bërthamore me pjesëmarrjen e deuteroneve mund të kryhen jo vetëm duke përdorur deuterone të përshpejtuar në një përshpejtues, por edhe duke ngrohur një përzierje të bërthamave ndërvepruese në një temperaturë prej përafërsisht. 10 7 K. Të tilla bërthamore quhen termonukleare. NË kushtet natyrore ato ndodhin vetëm në thellësi të yjeve. Në Tokë, r-tionet termonukleare që përfshijnë,
