Canlı bir hücrede soğuk nükleer füzyon. Nükleer reaksiyonlar

Plan:

1 Bileşik çekirdek
- 1.1 Uyarma enerjisi
- 1.2 Reaksiyon kanalları
2 Nükleer reaksiyon kesiti
- 2.1 Reaksiyon çıkışı
3 Doğrudan nükleer reaksiyonlar
4 Nükleer reaksiyonlarda korunum yasaları
- 4.1 Enerji korunumu kanunu
- 4.2 Momentumun korunumu kanunu
- 4.3 Açısal momentumun korunumu kanunu
- 4.4 Diğer koruma yasaları
5 Nükleer reaksiyon türleri
- 5.1 Nükleer fisyon
- 5.2 Termonükleer füzyon
- 5.3 Fotonükleer reaksiyon
- 5.4 Diğerleri
6 Nükleer reaksiyonların kaydedilmesi

giriiş

Lityum-6'nın döteryum 6 Li(d,α)α ile nükleer reaksiyonu

Nükleer reaksiyon- çekirdeklerin veya parçacıkların çarpışması sırasında yeni çekirdeklerin veya parçacıkların oluşma süreci. Nükleer reaksiyon ilk olarak 1919'da Rutherford tarafından gözlemlendi; nitrojen atomlarının çekirdeklerini α parçacıklarıyla bombardıman etti; gazda α parçacıklarından daha büyük bir aralığa sahip olan ve proton olarak tanımlanan ikincil iyonlaştırıcı parçacıkların ortaya çıkmasıyla tespit edildi. . Daha sonra bulut odası kullanılarak bu sürecin fotoğrafları elde edildi.

Etkileşim mekanizmasına göre nükleer reaksiyonlar iki türe ayrılır:

Bileşik bir çekirdeğin oluşumu ile reaksiyonlar, çarpışan parçacıkların çok yüksek olmayan kinetik enerjisinde (yaklaşık 10 MeV'ye kadar) meydana gelen iki aşamalı bir işlemdir.
gerçekleşen doğrudan nükleer reaksiyonlar nükleer zaman parçacığın çekirdeği geçmesi için gereklidir. Bu mekanizma esas olarak parçacıkların çok yüksek enerjilerle bombardıman edilmesiyle kendini gösterir.

Bir çarpışmadan sonra orijinal çekirdekler ve parçacıklar korunursa ve yenileri doğmazsa, o zaman reaksiyon nükleer kuvvetler alanında elastik saçılmadır ve yalnızca parçacığın ve hedef çekirdeğin kinetik enerjisinin ve momentumunun yeniden dağıtılması eşlik eder. ve denir potansiyel saçılma .

1. Bileşik çekirdek

Bileşik çekirdeğin oluşumuyla reaksiyon mekanizması teorisi, 1936'da Niels Bohr tarafından çekirdeğin damlacık modeli teorisiyle birlikte geliştirildi ve çoğu nükleer reaksiyonla ilgili modern fikirlerin temelini oluşturuyor.

Bu teoriye göre nükleer reaksiyon iki aşamada gerçekleşir. Başlangıçta, başlangıç parçacıkları daha sonra bir ara (bileşik) çekirdek oluştururlar. nükleer zaman yani parçacığın çekirdeği geçmesi için gereken süre yaklaşık olarak 10 −23 - 10 −21 s'ye eşittir. Bu durumda, bileşik bir çekirdek her zaman uyarılmış bir durumda oluşur, çünkü parçacık tarafından çekirdeğe, bileşik çekirdekteki nükleonun bağlanma enerjisi ve kinetik enerjisinin bir kısmı şeklinde çekirdeğe getirilen fazla enerjiye sahiptir. kütle numarası ile hedef çekirdeğin kinetik enerjisi ile sistemin eylemsizlik merkezindeki parçacığın toplamına eşittir.

1.1. Uyarma enerjisi

Serbest bir nükleonun emilmesi üzerine oluşan bir bileşik çekirdeğin uyarılma enerjisi, nükleonun bağlanma enerjisinin ve kinetik enerjisinin bir kısmının toplamına eşittir:

Çoğu zaman, çekirdeğin ve nükleonun kütleleri arasındaki büyük fark nedeniyle, çekirdeği bombalayan nükleonun kinetik enerjisine yaklaşık olarak eşittir.

Ortalama olarak bağlanma enerjisi 8 MeV'dir ve elde edilen bileşik çekirdeğin özelliklerine bağlı olarak değişir, ancak verilen hedef çekirdek ve nükleon için bu değer bir sabittir. Bombardıman parçacığının kinetik enerjisi herhangi bir şey olabilir; örneğin, potansiyeli Coulomb bariyeri olmayan nötronlar tarafından nükleer reaksiyonların uyarılması durumunda değer sıfıra yakın olabilir. Dolayısıyla bağlanma enerjisi, bileşik çekirdeğin minimum uyarılma enerjisidir.

1.2. Reaksiyon kanalları

Heyecansız bir duruma geçiş, çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir. reaksiyon kanalları. Reaksiyon başlamadan önce gelen parçacıkların ve çekirdeklerin türleri ve kuantum durumları şu şekilde belirlenir: giriş kanalı reaksiyonlar. Reaksiyonun tamamlanmasından sonra elde edilenlerin tamamı reaksiyon ürünleri ve onların kuantum durumları belirler çıkış kanalı reaksiyonlar. Reaksiyon tamamen giriş ve çıkış kanallarıyla karakterize edilir.

Reaksiyon kanalları, bileşik çekirdeğin oluşum yöntemine bağlı değildir; bu, bileşik çekirdeğin uzun ömrü ile açıklanabilir; nasıl oluştuğunu, dolayısıyla bileşiğin oluşumunu ve bozunmasını "unutmuş" gibi görünmektedir; çekirdek bağımsız olaylar olarak düşünülebilir. Örneğin, aşağıdaki reaksiyonlardan birinde uyarılmış durumdaki bileşik bir çekirdek olarak oluşturulabilir:

Daha sonra, uyarılma enerjisinin aynı olması koşuluyla, bu bileşik çekirdek, bu çekirdeğin ortaya çıkma geçmişinden bağımsız olarak, belirli bir olasılıkla bu reaksiyonların herhangi birinin tersi yönde bozunabilir. Bileşik çekirdeğin oluşma olasılığı, enerjiye ve hedef çekirdeğin türüne bağlıdır.

2. Nükleer reaksiyon kesiti

Bir reaksiyonun olasılığı, nükleer reaksiyon kesiti olarak adlandırılan şey tarafından belirlenir. Laboratuvar referans çerçevesinde (hedef çekirdeğin hareketsiz olduğu yerde), birim zaman başına etkileşimin olasılığı, kesitin (alan birimi olarak ifade edilir) ve gelen parçacıkların akışının (sayı olarak ifade edilir) çarpımına eşittir. birim zamanda birim alandan geçen parçacıkların sayısı). Bir giriş kanalı için birden fazla çıkış kanalı uygulanabiliyorsa, çıkış reaksiyon kanallarının olasılıklarının oranı, bunların kesitlerinin oranına eşittir. Nükleer fizikte reaksiyon kesitleri genellikle 10 −24 cm²'ye eşit özel birimlerle - ahırlarla ifade edilir.

2.1. Reaksiyon çıkışı

Hedefi bombalayan parçacıkların sayısına bölünen reaksiyon vakalarının sayısına denir. nükleer reaksiyonun çıktısı. Bu değer deneysel olarak kantitatif ölçümler yoluyla belirlenir. Verim doğrudan reaksiyon kesitiyle ilişkili olduğundan, verimin ölçülmesi esas olarak reaksiyon kesitinin ölçümüdür.

3. Doğrudan nükleer reaksiyonlar

Nükleer reaksiyonların seyri doğrudan etkileşim mekanizması yoluyla da mümkündür; bu mekanizma, çekirdeğin nükleonlarının serbest olduğu düşünülebildiğinde, parçacıkların çok yüksek enerjilerde bombardıman edilmesiyle kendini gösterir. Doğrudan reaksiyonlar, bileşik çekirdek mekanizmasından öncelikle ürün parçacıklarının momentum vektörlerinin bombardıman parçacıklarının momentumuna göre dağılımı açısından farklılık gösterir. Bileşik çekirdek mekanizmasının küresel simetrisinin aksine, doğrudan etkileşim, gelen parçacıkların hareket yönüne göre reaksiyon ürünlerinin ileri doğru uçuşunun baskın yönü ile karakterize edilir. Bu durumlarda ürün parçacıklarının enerji dağılımları da farklıdır. Doğrudan etkileşim, yüksek enerjili parçacıkların fazlalığı ile karakterize edilir. Karmaşık parçacıkların (yani diğer çekirdeklerin) çekirdekleri ile çarpışmalarda, çekirdekten çekirdeğe nükleon transferi veya nükleon değişimi işlemleri mümkündür. Bu tür reaksiyonlar bileşik bir çekirdek oluşmadan meydana gelir ve doğrudan etkileşimin tüm özelliklerine sahiptirler.

4. Nükleer reaksiyonlarda korunum yasaları

Nükleer reaksiyonlarda klasik fiziğin tüm korunum yasaları yerine getirilir. Bu yasalar nükleer reaksiyon olasılığına kısıtlamalar getirmektedir. Enerji açısından olumlu bir süreç bile, eğer buna herhangi bir korunum yasasının ihlali eşlik ediyorsa, her zaman imkansız hale gelir. Ayrıca mikro dünyaya özgü koruma yasaları da vardır; bunlardan bazıları bilindiği kadarıyla her zaman yerine getirilir (baryon sayısının korunumu kanunu, lepton numarası); diğer korunum yasaları (izospin, parite, tuhaflık), bazı temel etkileşimler için tatmin edilmediğinden yalnızca belirli reaksiyonları bastırır. Korunum yasalarının sonuçları, belirli reaksiyonların olasılığını veya yasaklanmasını gösteren seçilim kurallarıdır.

4.1. Enerji korunumu kanunu

Eğer , , , iki parçacığın reaksiyondan önceki ve sonraki toplam enerjileriyse, o zaman enerjinin korunumu yasasına göre:

İkiden fazla parçacık oluştuğunda bu ifadenin sağ tarafındaki terim sayısının buna göre daha fazla olması gerekir. Bir parçacığın toplam enerjisi dinlenme enerjisine eşittir Mc 2 ve kinetik enerji e, Bu yüzden:

Reaksiyonun "çıkış" ve "giriş" noktalarındaki parçacıkların toplam kinetik enerjileri arasındaki fark Q = (e 3 + e 4) − (e 1 + e 2) isminde reaksiyon enerjisi(veya reaksiyonun enerji verimi). Şu koşulu karşılıyor:

Çarpan 1/ C Enerji dengesi hesaplanırken parçacık kütlelerini enerji birimleriyle (veya bazen enerjiyi kütle birimleriyle) ifade ederken genellikle 2 atlanır.

Eğer Q> 0 ise reaksiyona serbest enerjinin salınması eşlik eder ve denir. ekzoenerjetik , Eğer Q < 0, то реакция сопровождается поглощением свободной энергии и называется endoenerjetik .

Bunu görmek kolaydır QÜrün parçacıklarının kütlelerinin toplamı başlangıç parçacıklarının kütlelerinin toplamından daha az olduğunda > 0, yani serbest enerjinin salınması yalnızca reaksiyona giren parçacıkların kütlelerinin azaltılmasıyla mümkündür. Ve tam tersi, eğer ikincil parçacıkların kütlelerinin toplamı ilk parçacıkların kütlelerinin toplamını aşarsa, o zaman böyle bir reaksiyon ancak dinlenme enerjisini arttırmak için belirli bir miktarda kinetik enerji harcanırsa, yani yeni parçacık kütleleri. Gelen bir parçacığın endoenerjetik reaksiyonun mümkün olduğu minimum kinetik enerjisi değerine denir. eşik reaksiyon enerjisi. Endoenerjetik reaksiyonlara da denir eşik reaksiyonlarıçünkü eşiğin altındaki parçacık enerjilerinde oluşmazlar.

4.2. Momentumun korunumu kanunu

Parçacıkların reaksiyondan önceki toplam momentumu, reaksiyon ürünü parçacıklarının toplam momentumuna eşittir. Eğer , , , iki parçacığın reaksiyondan önceki ve sonraki momentum vektörleriyse, o zaman

Vektörlerin her biri bağımsız olarak deneysel olarak, örneğin bir manyetik spektrometre ile ölçülebilir. Deneysel veriler, momentumun korunumu yasasının hem nükleer reaksiyonlarda hem de mikropartiküllerin saçılma süreçlerinde geçerli olduğunu göstermektedir.

4.3. Açısal momentumun korunumu kanunu

Nükleer reaksiyonlar sırasında açısal momentum da korunur. Mikropartiküllerin çarpışmasının bir sonucu olarak, yalnızca açısal momentumu, parçacıkların içsel mekanik momentleri (spinleri) ve göreceli momentlerinin eklenmesiyle elde edilen momentin olası değerlerinden birine eşit olan bu tür bileşik çekirdekler oluşur. hareket (yörünge momentumu). Bileşik bir çekirdeğin bozunum kanalları da yalnızca toplam açısal momentumun (dönme ve yörünge açısal momentumunun toplamı) korunacağı şekilde olabilir.

4.4. Diğer koruma yasaları

Nükleer reaksiyonlar sırasında elektrik yükü korunur; reaksiyondan önceki temel yüklerin cebirsel toplamı, reaksiyondan sonraki yüklerin cebirsel toplamına eşittir.
Nükleer reaksiyonlar sırasında nükleonların sayısı korunur ve bu, çoğu durumda baryon sayısının korunumu olarak yorumlanır. Çarpışan nükleonların kinetik enerjileri çok yüksekse, nükleon çifti oluşturma reaksiyonları mümkündür. Nükleonlara ve antinükleonlara zıt işaretler atandığından, baryon sayılarının cebirsel toplamı herhangi bir işlem sırasında daima değişmeden kalır.
nükleer reaksiyonlar sırasında lepton sayısı korunur (daha kesin olarak lepton sayısı ile antilepton sayısı arasındaki fark, bkz. Lepton sayısı).
nükleer veya elektromanyetik kuvvetlerin etkisi altında meydana gelen nükleer reaksiyonlarda, parçacıkların reaksiyondan önceki ve sonraki durumunu tanımlayan dalga fonksiyonunun paritesi korunur. Zayıf etkileşimlerin neden olduğu dönüşümlerde dalga fonksiyonunun paritesi korunmaz.
Güçlü etkileşimlerin neden olduğu nükleer reaksiyonlarda izotopik spin korunur. Zayıf ve elektromanyetik etkileşimler izospinleri korumaz.

5. Nükleer reaksiyon türleri

Parçacıklarla nükleer etkileşimler çok çeşitlidir; türleri ve belirli bir reaksiyonun olasılıkları, bombardıman parçacıklarının türüne, hedef çekirdeklere, etkileşime giren parçacıkların ve çekirdeklerin enerjilerine ve diğer birçok faktöre bağlıdır.

5.1. Nükleer fisyon

Nükleer fisyon- bir atom çekirdeğinin, fisyon fragmanları adı verilen, benzer kütlelere sahip iki (daha az sıklıkla üç) çekirdeğe bölünmesi süreci. Fisyonun bir sonucu olarak başka reaksiyon ürünleri de ortaya çıkabilir: hafif çekirdekler (çoğunlukla alfa parçacıkları), nötronlar ve gama kuantumu. Fisyon kendiliğinden (kendiliğinden) ve zorlanmış (diğer parçacıklarla, özellikle de nötronlarla etkileşimin bir sonucu olarak) olabilir. Ağır çekirdeklerin fisyonu ekzotermik bir süreçtir, bunun sonucunda reaksiyon ürünlerinin kinetik enerjisi ve radyasyon şeklinde büyük miktarda enerji açığa çıkar.

Nükleer fisyon, nükleer reaktörlerde ve nükleer silahlarda enerji kaynağı olarak hizmet eder.

5.2. Termonükleer füzyon

Normal sıcaklıklarda nükleer füzyon imkansızdır çünkü pozitif yüklü çekirdekler muazzam Coulomb itme kuvvetlerine maruz kalır. Hafif çekirdekleri sentezlemek için, onları yaklaşık 10-15 m'lik bir mesafeye yaklaştırmak gerekir; bu noktada nükleer çekici kuvvetlerin etkisi, Coulomb itici kuvvetlerini aşacaktır. Nükleer füzyonun gerçekleşebilmesi için hareketliliklerinin yani kinetik enerjilerinin artması gerekir. Bu, sıcaklığın arttırılmasıyla elde edilir. Ortaya çıkan termal enerji nedeniyle çekirdeklerin hareketliliği artar ve birbirlerine o kadar yakın mesafelerde yaklaşabilirler ki, nükleer birleşme kuvvetlerinin etkisi altında yeni, daha karmaşık bir çekirdeğe dönüşeceklerdir. Hafif çekirdeklerin füzyonu sonucunda daha fazla enerji açığa çıkar, çünkü ortaya çıkan yeni çekirdek, orijinal çekirdeklerden daha yüksek spesifik bağlanma enerjisine sahiptir. Termonükleer reaksiyon hafif çekirdeklerin çok yüksek sıcaklıkta (10 7 K) füzyonunun ekzoenerjetik reaksiyonudur.

Her şeyden önce, bunların arasında, Dünya'da çok yaygın olan, hidrojenin iki izotopu (döteryum ve trityum) arasındaki, helyumun oluştuğu ve bir nötronun salındığı reaksiyona dikkat edilmelidir. Reaksiyon şu şekilde yazılabilir:

+ enerji (17,6 MeV).

Açığa çıkan enerji (helyum-4'ün çok güçlü nükleer bağlara sahip olmasından kaynaklanan) kinetik enerjiye dönüşür ve bunun büyük bir kısmı (14,1 MeV) daha hafif bir parçacık olarak nötron tarafından taşınır. Ortaya çıkan çekirdek sıkı bir şekilde bağlanmıştır, reaksiyonun bu kadar yüksek düzeyde ekzoenerjetik olmasının nedeni budur. Bu reaksiyon en düşük Coulomb bariyerine ve yüksek verime sahiptir, dolayısıyla nükleer füzyon için özellikle ilgi çekicidir.

Termonükleer reaksiyon, termonükleer silahlarda kullanılıyor ve termonükleer füzyonun kontrol edilmesi probleminin çözülmesi durumunda enerji sektöründe olası uygulama için araştırma aşamasındadır.

5.3. Fotonükleer reaksiyon

Bir gama kuantumu emildiğinde, çekirdek, nükleon bileşimini değiştirmeden fazla enerji alır ve fazla enerjiye sahip çekirdek, bileşik çekirdektir. Diğer nükleer reaksiyonlar gibi, bir gama kuantumunun bir çekirdek tarafından soğurulması ancak gerekli enerji ve spin ilişkilerinin karşılanması durumunda mümkündür. Çekirdeğe aktarılan enerji, çekirdekteki bir nükleonun bağlanma enerjisini aşarsa, o zaman ortaya çıkan bileşik çekirdeğin bozunması, çoğunlukla nükleonların, özellikle de nötronların emisyonuyla meydana gelir. Böyle bir bozunma nükleer reaksiyonlara yol açar ve bunlara fotonükleer ve bu reaksiyonlarda nükleon emisyonu olgusu nükleer fotoelektrik etki.

5.4. Diğer

6. Nükleer reaksiyonların kaydedilmesi

Nükleer reaksiyonlar, atom çekirdeklerinin ve temel parçacıkların tanımlarının bulunduğu özel formüller biçiminde yazılır.

İlk yol Nükleer reaksiyonlar için formül yazmak, kimyasal reaksiyonlar için formül yazmaya benzer, yani orijinal parçacıkların toplamı solda, ortaya çıkan parçacıkların (reaksiyon ürünleri) toplamı sağda yazılır ve bir ok yerleştirilir. onların arasında.

Böylece, bir nötronun kadmiyum-113 çekirdeği tarafından ışınımsal yakalanmasının reaksiyonu şu şekilde yazılır:

Sağdaki ve soldaki proton ve nötron sayısının aynı kaldığını (baryon sayısının korunduğunu) görüyoruz. Aynı durum elektrik yükleri, lepton sayıları ve diğer nicelikler (enerji, momentum, açısal momentum,...) için de geçerlidir. Zayıf etkileşimin söz konusu olduğu bazı reaksiyonlarda protonlar nötronlara dönüşebilir veya tam tersi olabilir ancak toplam sayıları değişmez.

İkinci yol nükleer fizik için daha uygun olan notasyon şu şekildedir: A (a, bcd...) B, Nerede A- hedef çekirdek, A- parçacık bombardımanı (çekirdek dahil), b, c, d,…- yayılan parçacıklar (çekirdekler dahil), İÇİNDE- artık çekirdek. Daha hafif reaksiyon ürünleri parantez içinde, daha ağır olanlar ise dışarıda yazılmıştır. Böylece yukarıdaki nötron yakalama reaksiyonu şu şekilde yazılabilir:

Reaksiyonlar genellikle gelen ve yayılan parçacıkların parantez içinde toplanmasıyla adlandırılır; Yani, yukarıda tipik bir örnek var ( N, γ)-reaksiyonları.

Rutherford tarafından nitrojenin alfa parçacıklarıyla bombardıman edilmesiyle gerçekleştirilen nitrojenin oksijene ilk zorla nükleer dönüşümü, formül şeklinde yazılmıştır.

Hidrojen atomunun çekirdeği nerede, proton.

"Kimyasal" gösterimde bu reaksiyon şuna benzer:

indirmek .

Öncelikle kendimi hatırlatmak isterim.
Ve ardından kayıt. Bir atomun potansiyelini bildiğimizde ve bir nanodeliğe sahip olduğumuzda, bize enerji sağlayan neredeyse sürekli hareket eden bir makineye sahip olabiliriz.

Hücrelerde soğuk nükleer füzyon (G.N. Petrakovich)

Yazarın hücresel biyoenerji ile ilgili yayınlanmış hipotezinden de anlaşılacağı gibi, hücrenin "güç istasyonlarında" - mitokondri - doğadaki tüm alanların en yüksek frekansı ve en kısa dalga boyu olan bir girdap elektromanyetik alanı (EMF) üretilir. Bu tür alanları ölçecek araçlar henüz oluşturulmamıştır. Son zamanlarda ABD'de, lazer teknolojisi kullanılarak, ön hesaplamalara göre canlı bir hücrenin mitokondrisindeyken 1012 saniyelik bir frekansta EMF üretilip ölçülmesinin mümkün olduğu bir düzenek oluşturuldu. EMF en az 1028 saniyelik bir frekansta üretilir.

Mitokondride EMF oluşumu, bir elektronun iki değerlikli demirden üç değerlikli demire "sıçraması" nedeniyle hemlerde (geri dönüşümlü olarak değişen değerlikli Fe2+ Fe3+ ile atomik bağlarla birbirine bağlanan dört demir atomu) meydana gelir. Üretilen EMF'de protonlar tutulur ve hızlandırılır - elektronlar gibi mitokondride iyonizasyonu sırasında atomik hidrojenden oluşan ağır pozitif yüklü temel parçacıklar.

Sitokromların her bir heminde üretilen yüksek frekanslı EMF'ler tutarlıdır, dolayısıyla yeni oluşan alanın voltajını önemli ölçüde artıran kaçınılmaz rezonans etkisi ile senkronize olarak birbirleriyle birleşirler ("birleşirler").

Senkronizasyon ve vazgeçilmez bir rezonans etkisi ile tutarlı EMF'lerin eklenmesi yalnızca mitokondride değil, aynı zamanda hücre alanında - sitoplazmada ve hücrelerin çok ötesinde ve hatta tüm canlı organizmada meydana gelir ve her durumda protonlar tutulur ve hızlandırılır. onlara. Mitokondriden sitoplazmaya “birleşmeyi” amaçlayan alanların enerjisi, protonları mitokondriden hücrenin boşluğuna muazzam bir hızla “fırlatan” kuvvettir, bu sırada hareketleri tek yönlüdür - aksine Hücredeki diğer iyonların Brownian hareketi, hücredeki diğer iyonların hızından binlerce kat daha yüksek bir hızdadır.

Peki bir hücredeki protonlar Coulomb bariyerini aşmayı ve atom çekirdeklerine nasıl nüfuz etmeyi başarıyor?

Bütün meselenin öznede üretilen EMF'nin doğasında - frekansı ve dalga boyunda olduğu ortaya çıktı. Heme - atomik bağlarla birbirine bağlanan dört demir atomu - tetrahedron ("süt kutusu") formundaki demir atomik kafesin bir birimidir, içinde üretilen EMF'nin dalga boyu, en yakın atomlar arasındaki mesafenin yarısına eşittir. demir atomik kafes - böyle bir dalga, dalga kılavuzunda olduğu gibi serbesttir, metal dahil herhangi bir atomik kafesten geçecektir ve yüksek frekans, gereksiz tüketimden enerji tasarrufu sağlayacaktır. Bu durumda atom çekirdeğindeki Coulomb direncinin elektromanyetik kuvvetleri ile aynı nitelikte olan EMF, çekirdekten her yöne eşit olarak yönlendirilen bu kuvvetlerin vektörelliğini EMF'nin hareketine doğru değiştirecektir. Bu koşullar altında, bu alanda hızlandırılan protonlara, hedef atomların çekirdeklerine serbestçe nüfuz etme ve zaten bu çekirdeklerin içinde olan, enerjileri ile aralarındaki kısa mesafeli çekim kuvvetlerini etkileme fırsatı verilir.Çekirdeği oluşturan parçacıklar. Bu, çekirdekteki proton sayısının arttığı ve nötron sayısının azaldığı, böylece atom numarasının değiştiği, yani yeni niteliklere sahip yeni bir kimyasal elementin elde edildiği ?-bozunması olabilir. Ve bu nükleer füzyondur. Bu, nötron sayısının arttığı ve çekirdekteki proton sayısının azalabildiği bir?+ bozunması olabilir ve bu, bir kimyasal elementin izotoplarının oluşması, hatta nükleer fisyondur.

Ancak en büyük enerji miktarı, iki proton ve iki nötronun birbirine sıkı sıkıya bağlı olduğu ?-parçacıklarının (helyum atomlarının çekirdekleri) çekirdeğin "esaretinden" muazzam bir hızla fırlatıldığı ?-bozunması sırasında açığa çıkar. Çift proton yüküne sahip bu pozitif yüklü parçacıklar, gelen EMF'ye düşer ve onun tarafından çekirdekten uzaklaşırken, sadece başlangıçtaki yüksek hızlarını kaybetmemekle kalmaz, aynı zamanda içinde hızlanmaya da devam eder.

"Soğuk termonükleer" nükleer patlamadan farklı olarak, reaksiyon bölgesinde kritik bir kütle birikmez, bozunma veya sentez hemen durdurulamaz, EMF dışındaki ?-parçacıkları hemen helyum atomlarına ve protonlar moleküler hidrojene dönüştüğü için radyasyon gözlemlenmez. , su veya peroksit.

Aynı zamanda vücut, ihtiyaç duyduğu kimyasal elementleri diğer kimyasal elementlerden “soğuk termonükleer” kullanarak ve kendisine zararlı maddeleri nötralize ederek oluşturma yeteneğine sahiptir.

"Soğuk termonükleer reaksiyonun" meydana geldiği bölgede, protonların hedef atomların çekirdekleriyle etkileşimini yansıtan hologramlar da oluşur; sonuçta bu hologramlar, EMF tarafından bozulmadan noosfere taşınır ve enerjinin temeli haline gelir. Noosferin bilgi alanı.

Bir kişi, canlı bir organizmada rolü piezokristal moleküller tarafından oynanan elektromanyetik merceklerin yardımıyla, protonların ve özellikle ?-parçacıklarının enerjisini güçlü ışınlara odaklayabilir ve aynı zamanda şaşırtıcı fenomenleri gösterebilir: kaldırma ve kaldırma. inanılmaz ağırlıkları yüzey boyunca hareket ettirmek, sıcak taşlar ve kömürler üzerinde yürümek, havaya yükselme ve çok daha fazlası, aynı derecede etkileyici.

Petrakovich G.N. Sırları olmayan biyoalan: hücresel biyoenerji teorisinin ve yazarın hipotezinin eleştirel bir analizi // Russian Düşüncesi, 1992. -N2.- S.66-71.

Petrakovich G.N. Canlı bir hücrede nükleer reaksiyonlar: daha önce yayınlanmış olanlara ek olarak hücrenin biyoenerjetiği hakkında yeni fikirler // Russian Düşüncesi, 1993.-N3-12.-P.66-73.

Nefedov E.I., Protopopov A.A., Sementsov A.N., Yashin A.A. Fiziksel alanların canlı madde ile etkileşimi. -Tula, 1995. -180'ler.

Petrakovich G.N. Canlı bir organizmada biyoenerji alanları ve moleküller-piezokristaller // Yeni tıbbi teknolojiler bülteni, 1994. - T.1. -N2. -S.29-31.

Nükleer reaksiyon (NR), bir atomun çekirdeğinin parçalanarak veya başka bir atomun çekirdeğiyle birleşerek değiştiği bir süreçtir. Bu nedenle en az bir nüklidin diğerine dönüşmesine yol açmalıdır. Bazen bir çekirdek, herhangi bir nüklidin doğasını değiştirmeden başka bir çekirdek veya parçacıkla etkileşime girerse, bu sürece nükleer saçılma denir. Belki de en dikkat çekeni, yıldızların ve Güneş'in enerji üretimini etkileyen hafif elementlerin reaksiyonlarıdır. Kozmik ışınların madde ile etkileşiminde de doğal reaksiyonlar meydana gelir.

Doğal nükleer reaktör

İnsan tarafından kontrol edilen en dikkate değer reaksiyon, 1950'lerde meydana gelen fisyon reaksiyonudur. Bu, nükleer zincir reaksiyonunu başlatmak ve kontrol etmek için kullanılan bir cihazdır. Ancak sadece yapay reaktörler yok. Dünyanın ilk doğal nükleer reaktörü 1972'de Gabon'daki Oklo'da Fransız fizikçi Francis Perrin tarafından keşfedildi.

Doğal nükleer enerjinin üretilebileceği koşullar 1956 yılında Paul Kazuo Kuroda tarafından tahmin edilmişti. Dünyada bilinen tek bölge, bu tür kendi kendine devam eden reaksiyonların meydana geldiği 16 bölgeden oluşmaktadır. Bunun yaklaşık 1,7 milyar yıl önce meydana geldiğine ve birkaç yüz bin yıl boyunca devam ettiğine inanılmaktadır; bu durum, ksenon izotoplarının (bir fisyon ürünü) varlığı ve değişen U-235/U-238 oranları (doğal uranyumun zenginleştirilmesi) ile doğrulanmıştır. ).

Nükleer fisyon

Bağlanma enerjisi grafiği, kütleleri 130 amu'dan büyük olan nüklidlerin olduğunu varsayar. Daha hafif, daha kararlı nüklidler oluşturmak için kendiliğinden ayrılmalıdırlar. Bilim adamları deneysel olarak nükleer reaksiyon elemanlarının kendiliğinden fisyon reaksiyonlarının yalnızca kütle numarası 230 veya daha fazla olan en ağır nüklidler için meydana geldiğini tespit ettiler. Bu yapılsa bile çok yavaş yapılır. Örneğin 238 U'nun kendiliğinden bölünmesinin yarı ömrü 10-16 yıl, yani gezegenimizin yaşının yaklaşık iki milyon katı daha uzundur! Ağır nüklid örneklerinin yavaş termal nötronlarla ışınlanmasıyla fisyon reaksiyonları başlatılabilir. Örneğin 235 U bir termal nötronu emdiğinde eşit olmayan kütleye sahip iki parçacığa bölünür ve ortalama 2,5 nötron açığa çıkar.

Bir nötronun 238 U tarafından soğurulması, çekirdekte onu parçalara ayırana kadar deforme eden titreşimlere neden olur; tıpkı bir sıvı damlasının daha küçük damlacıklara dönüşmesi gibi. Atom kütleleri 72 ila 161 amu arasında olan 370'den fazla yavru nüklid. Aşağıda gösterilen iki ürünü içeren termal fisyon 235U ile oluşturulur.

Uranyum gibi nükleer reaksiyon izotopları indüklenmiş fisyona uğrar. Ancak doğal olarak oluşan tek izotop olan 235 U, yalnızca %0,72 oranında bol miktarda mevcuttur. Bu izotopun indüklenen fisyonu, atom başına ortalama 200 MeV veya gram başına 80 milyon kilojoule 235 U açığa çıkarır. Nükleer fisyonun bir enerji kaynağı olarak çekiciliği, bu değeri, doğal gaz kullanıldığında salınan 50 kJ/g ile karşılaştırarak anlaşılabilir. yakıldı.

İlk nükleer reaktör

İlk yapay nükleer reaktör Enrico Fermi tarafından inşa edildi ve ekibi, 2 Aralık 1942'de bir futbol stadyumunun altında faaliyete geçirdi. Birkaç kilovatlık güç üreten bu reaktör, 40 ton uranyum ve uranyum oksitten oluşan kübik bir kafesin etrafına katmanlar halinde istiflenmiş, 385 ton ağırlığındaki bir grafit blok yığınından oluşuyordu. Bu reaktörde 238 U veya 235 U'nun kendiliğinden fisyonu çok az sayıda nötron üretti. Ancak yeterli uranyum vardı, dolayısıyla bu nötronlardan biri 235 U'yu indükledi, böylece ortalama 2,5 nötron serbest bıraktı, bu da bir zincirleme reaksiyonda (nükleer reaksiyonlar) ilave 235 U çekirdeğin fisyonunu katalize etti.

Bir zincirleme reaksiyonu sürdürmek için gereken bölünebilir malzeme miktarına denir. Yeşil oklar, bir uranyum çekirdeğinin yeni nötronlar yayan iki fisyon parçasına bölünmesini gösterir. Bu nötronlardan bazıları yeni fisyon reaksiyonlarına (siyah oklar) neden olabilir. Nötronların bir kısmı diğer süreçlerde kaybolmuş olabilir (mavi oklar). Kırmızı oklar, radyoaktif fisyon parçalarından daha sonra gelen ve yeni fisyon reaksiyonlarına neden olabilecek tuzaklanmış nötronları göstermektedir.

Nükleer reaksiyon gösterimi

Atom numarası ve atom kütlesi dahil olmak üzere atomların temel özelliklerine bakalım. Atom numarası, bir atomun çekirdeğindeki proton sayısını temsil eder ve izotoplar aynı atom numarasına sahiptir ancak nötron sayısında farklılık gösterir. İlk çekirdekler belirlenmişse A Ve B, ve ürünün çekirdekleri belirtilir İle Ve D, daha sonra reaksiyon aşağıda görebileceğiniz denklemle temsil edilebilir.

Tam denklemler kullanmak yerine hafif parçacıklar için hangi nükleer reaksiyonlar azaltılır? Çoğu durumda, bu tür süreçleri tanımlamak için kompakt bir form kullanılır: a(b,c)d eş değer a+b,üreten c+d. Hafif parçacıklar sıklıkla azalır: genellikle P proton anlamına gelir N- nötron, D- döteron, α - alfa parçacığı veya helyum-4, β - beta parçacığı veya elektron, γ - gama fotonu vb.

Nükleer reaksiyon türleri

Bu tür olası reaksiyonların sayısı çok fazla olmasına rağmen bunlar türe göre sıralanabilir. Bu reaksiyonların çoğuna gama radyasyonu eşlik eder. İşte bazı örnekler:

Elastik saçılma. Hedef çekirdek ile gelen parçacık arasında enerji aktarılmadığında meydana gelir.
Esnek olmayan saçılma. Enerji aktarıldığında ortaya çıkar. Kinetik enerjilerdeki fark uyarılmış nüklidde korunur.
Tepkileri yakalayın. Hem yüklü hem de nötr parçacıklar çekirdekler tarafından yakalanabilir. Buna ɣ-ışınlarının emisyonu eşlik eder. Bir nötron yakalama reaksiyonunda nükleer reaksiyonlardan elde edilen parçacıklara radyoaktif nüklidler (indüklenmiş radyoaktivite) adı verilir.
Transfer reaksiyonları. Bir parçacığın emilmesi ve ardından bir veya daha fazla parçacığın yayılmasına transfer reaksiyonu denir.
Fisyon reaksiyonları. Nükleer fisyon, bir atomun çekirdeğinin daha küçük parçalara (daha hafif çekirdekler) bölündüğü bir reaksiyondur. Fisyon süreci sıklıkla serbest nötronlar ve fotonlar (gama ışınları formunda) üretir ve büyük miktarda enerji açığa çıkarır.
Füzyon reaksiyonları. İki veya daha fazla atom çekirdeğinin çok yüksek hızlarda çarpışarak yeni bir tür atom çekirdeği oluşturmak üzere bir araya gelmesiyle oluşur. Döteryum ve trityumun nükleer füzyon reaksiyonlarından elde edilen parçacıklar, gelecekte enerji sağlama potansiyelleri nedeniyle özellikle ilgi çekicidir.
Bölünme reaksiyonları. Bir çekirdeğe, birkaç küçük parçayı yerinden çıkarmaya veya onu birçok parçaya ayırmaya yetecek kadar enerji ve momentuma sahip bir parçacık çarptığında meydana gelir.
Yeniden düzenleme reaksiyonları. Bu, bir veya daha fazla parçacığın emisyonunun eşlik ettiği bir parçacığın emilmesidir:

197Au (s, d) 196mAu
4He (a, p) 7Li
27Al(a,n)30P
54Fe(a,d)58Co
54Fe(a, 2n) 56Ni
54Fe (32S, 28Si) 58Ni

Farklı yeniden düzenleme reaksiyonları nötron sayısını ve proton sayısını değiştirir.

Nükleer bozunma

Kararsız bir atomun radyasyon yoluyla enerji kaybetmesi durumunda nükleer reaksiyonlar meydana gelir. Bu, tek atom seviyesinde rastgele bir süreçtir çünkü kuantum teorisine göre tek bir atomun ne zaman bozunacağını tahmin etmek imkansızdır.

Radyoaktif bozunmanın birçok türü vardır:

Alfa radyoaktivitesi. Alfa parçacıkları, helyum çekirdeğine benzer bir parçacıkla birbirine bağlanan iki proton ve iki nötrondan oluşur. Çok büyük kütlesi ve yükü nedeniyle malzemeyi yüksek oranda iyonize eder ve çok kısa bir menzile sahiptir.
Beta radyoaktivitesi. Potasyum-40 gibi belirli radyoaktif çekirdek türleri tarafından yayılan yüksek enerjili, yüksek hızlı bir pozitron veya elektrondur. Beta parçacıkları alfa parçacıklarına göre daha geniş bir nüfuz aralığına sahiptir ancak yine de gama ışınlarından çok daha küçüktür. Fırlatılan beta parçacıkları, nükleer zincir reaksiyonu beta ışınları olarak da bilinen iyonlaştırıcı radyasyonun bir biçimidir. Beta parçacıklarının üretimine beta bozunması denir.
Gama radyoaktivitesi. Gama ışınları çok yüksek frekanslı elektromanyetik radyasyondur ve bu nedenle yüksek enerjili fotonlardır. Çekirdekler, gama bozunması olarak bilinen yüksek enerjili bir durumdan daha düşük bir duruma geçerken bozunduğunda oluşurlar. Çoğu nükleer reaksiyona gama radyasyonu eşlik eder.
Nötron emisyonu. Nötron emisyonu, fazla nötron (özellikle fisyon ürünleri) içeren çekirdeklerin, nötronun basitçe çekirdekten fırlatıldığı bir tür radyoaktif bozunumudur. Bu tür radyasyon, nükleer reaktörlerin kontrolünde önemli bir rol oynar çünkü bu nötronlar gecikir.

Enerji

Nükleer reaksiyon enerjisinin Q değeri, reaksiyon sırasında salınan veya emilen enerji miktarıdır. Reaksiyonun çağrılan veya Q değeri. Bu enerji, ürünün kinetik enerjisi ile reaktanın büyüklüğü arasındaki fark olarak ifade edilir.

Reaksiyonun genel formu: x + X ⟶ Y + y + Q……(i) x + X ⟶ Y + y + Q……(i), burada X Ve X reaktiflerdir ve sen Ve e- bir nükleer reaksiyonun enerjisini belirleyebilen reaksiyon ürünü, Q - enerji dengesi.

Bir NR'nin Q değeri, bir reaksiyonda salınan veya emilen enerjiyi ifade eder. Doğaya bağlı olarak pozitif veya negatif olabilen NR'nin enerji dengesi de denir.

Q değeri pozitifse reaksiyon ekzoerjik olarak da adlandırılan ekzotermik olacaktır. Enerjiyi serbest bırakır. Q değeri negatifse reaksiyon enderjik veya endotermiktir. Bu tür reaksiyonlar enerjinin emilmesiyle gerçekleştirilir.

Nükleer fizikte bu tür reaksiyonlar, ilk reaktanların kütleleri ile son ürünlerin kütlelerinin toplamı arasındaki fark olan Q değeri ile belirlenir. Enerji birimi MeV cinsinden ölçülür. Bir merminin tipik bir reaksiyonunu düşünün A ve amaç A iki üründen daha kötü B Ve B.

Bu şu şekilde ifade edilebilir: a + A → B + B veya daha kompakt bir gösterimle - A (a, b) B. Nükleer reaksiyondaki enerji türleri ve bu reaksiyonun değeri formülle belirlenir. :

S = c2,

bu, nihai ürünlerin aşırı kinetik enerjisiyle örtüşür:

Q = T son - T başlangıç

Ürünlerin kinetik enerjisinde artış gözlenen reaksiyonlarda Q pozitiftir. Pozitif Q reaksiyonlarına ekzotermik (veya eksojen) denir.

Net bir enerji salınımı vardır çünkü son durumun kinetik enerjisi başlangıç durumununkinden daha büyüktür. Ürünlerin kinetik enerjisinde azalmanın gözlendiği reaksiyonlarda Q negatiftir.

Radyoaktif bir maddenin yarı ömrü karakteristik bir sabittir. Belirli bir miktardaki maddenin bozunma ve dolayısıyla radyasyon nedeniyle yarı yarıya azalması için gereken süreyi ölçer.

Arkeologlar ve jeologlar, karbon tarihlemesi olarak bilinen bir süreçte, organik nesnelerin zamanını sunmak için yarı ömrü kullanırlar. Beta bozunması sırasında karbon 14 nitrojen 14'e dönüşür. Ölüm anında organizmalar karbon 14 üretmeyi bırakır. Yarı ömür sabit olduğundan karbon 14'ün nitrojen 14'e oranı numunenin yaşının bir ölçümünü sağlar.

Tıp alanında nükleer reaksiyon enerji kaynakları, daha sonra ameliyatla çıkarılacak tümörleri küçültmek veya ameliyat edilemeyen tümörlerdeki kanser hücrelerini öldürmek için radyasyon terapisinde kullanılan Kobalt 60'ın radyoaktif izotoplarıdır. Kararlı nikele bozunduğunda nispeten yüksek enerjili iki gama ışını yayar. Günümüzde yerini elektron ışınlı radyasyon terapi sistemlerine bırakmaktadır.

Bazı örneklerden elde edilen izotopların yarı ömürleri:

oksijen 16 - sonsuz;
uranyum 238 - 4.460.000.000 yıl;
uranyum 235 - 713.000.000 yıl;
karbon 14 - 5.730 yıl;
kobalt 60 - 5,27 yıl;
gümüş 94 - 0,42 saniye.

Radyokarbon tarihleme

Kararsız karbon 14, çok istikrarlı bir hızla yavaş yavaş karbon 12'ye bozunur. Bu karbon izotoplarının oranı, Dünya'nın en eski sakinlerinden bazılarının yaşlarını ortaya çıkarır.

Radyokarbon tarihleme, karbon bazlı malzemelerin yaşının objektif tahminlerini sağlayan bir tekniktir. Yaş, bir numunede mevcut karbon 14 miktarının ölçülmesi ve bunun uluslararası bir standart referansla karşılaştırılması yoluyla tahmin edilebilir.

Radyokarbon tarihlemesinin modern dünyadaki etkisi, onu 20. yüzyılın en önemli keşiflerinden biri haline getirdi. Bitkiler ve hayvanlar yaşamları boyunca karbondioksitten karbon 14'ü özümserler. Öldüklerinde biyosferle karbon alışverişini bırakırlar ve içlerindeki karbon 14 içeriği radyoaktif bozunma yasasının belirlediği oranda azalmaya başlar.

Radyokarbon tarihlemesi aslında artık radyoaktiviteyi ölçmek için tasarlanmış bir tekniktir. Bir örnekte ne kadar karbon 14 kaldığını bilmek, bir organizmanın öldüğü yaşını söyleyebilir. Radyokarbon tarihleme sonuçlarının bir organizmanın ne zaman hayatta olduğunu gösterdiğine dikkat edilmelidir.

Radyokarbon ölçümü için temel yöntemler

Herhangi bir orantılı örnekleyici hesaplamasında karbon 14'ü ölçmek için kullanılan üç ana yöntem vardır: sıvı sintilasyon sayacı ve hızlandırıcı kütle spektrometresi.

Orantılı gaz sayımı, belirli bir numunenin yaydığı beta parçacıklarını hesaba katan yaygın bir radyometrik tarihleme tekniğidir. Beta parçacıkları radyokarbonun bozunmasının ürünleridir. Bu yöntemde karbon numunesi gaz oransal sayaçlarda ölçülmeden önce öncelikle karbondioksit gazına dönüştürülür.

Sıvı sintilasyon sayımı, 1960'larda popüler olan başka bir radyokarbon tarihleme yöntemidir. Bu yöntemde numune sıvı haldedir ve bir sintilatör eklenir. Bu sintilatör, bir beta parçacığı ile etkileşime girdiğinde bir ışık parlaması üretir. Numune tüpü iki fotoçoğaltıcı tüpün arasından geçirilir ve her iki cihaz da bir ışık parlaması tespit ettiğinde bir sayım yapılır.

Nükleer Bilimin Faydaları

Nükleer reaksiyon yasaları tıp, enerji, jeoloji, uzay ve çevre koruma gibi bilim ve teknolojinin çok çeşitli dallarında kullanılmaktadır. Nükleer tıp ve radyoloji, hastalıkları teşhis etmek, tedavi etmek ve önlemek için radyasyon veya radyoaktivitenin kullanımını içeren tıbbi tekniklerdir. Radyoloji neredeyse bir asırdır kullanılıyorken, "nükleer tıp" terimi yaklaşık 50 yıl önce kullanılmaya başlandı.

Nükleer enerji onlarca yıldır kullanılıyor ve enerji güvenliği ile enerji tasarrufu sağlayan, düşük emisyonlu çözümler arayan ülkeler için en hızlı büyüyen enerji seçeneklerinden biri.

Arkeologlar nesnelerin yaşını belirlemek için çok çeşitli nükleer teknikler kullanırlar. Torino Kefeni, Ölü Deniz Parşömenleri ve Şarlman Tacı gibi eserlerin tarihi belirlenebilir ve nükleer teknikler kullanılarak orijinallikleri doğrulanabilir.

Tarımsal topluluklarda hastalıkları kontrol altına almak için nükleer teknikler kullanılmaktadır. Radyoaktif kaynaklar madencilik sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin boru hattı tıkanıklıklarının ve kaynaklarının tahribatsız muayenesinde ve delinen malzemenin yoğunluğunun ölçülmesinde kullanılırlar.

Nükleer bilim, çevremizin tarihini anlamamıza yardımcı olmada değerli bir rol oynamaktadır.

1. Yüksek sıcaklıkların ve yüksek elektromanyetik alanların varlığında reaksiyonlar mümkündür

2. Büyük manyetik alanlar ve yüksek sıcaklık gerektirmeyen nötronlara bağlı süreçlerin geçişi

Nükleosentez. Nükleosentez olgusu bir bilim adamı tarafından incelendi Burbidge.

Evrenin oluşumu anında elektron parçacıklarının karışımı.

Proton ve nötronların etkileşimi nedeniyle hidrojen Ve helyum, ve aşağıdaki oranlarda: 2/3 – N, 1/3 – He.

Diğer tüm elementler hidrojenden oluşmuştur.

Güneş helyum ve hidrojenden oluşur (10-20 milyon ºС).

Daha sıcak yıldızlar var (150 milyon ºС'den fazla). Oluşan bu gezegenlerin derinliklerinde karbon, oksijen, nitrojen, kükürt ve magnezyum.

Süpernova patlamalarında başka elementler de oluştu (uranyum ve daha ağır olanlar).

Evrenin her yerinde helyum ve hidrojen en yaygın olanlardır (3/4 hidrojen ve 1/4 helyum).

○ Dünyadaki en yaygın elementler:

§7 “Dalga-parçacık (ikili) teorisi”

1900lerde M.Planck bir teori ileri sürdüm: kesinlikle siyah vücut aynı zamanda enerji de yayar, ancak onu porsiyonlar halinde (kuanta) yayar.

● Elektron-manyetik alan kuantumu foton.

○ Dalga fotonun doğası:

- kırınım(ışığın düz bir yönden sapması veya engellerin etrafından bükülebilme yeteneği)

- parazit yapmak(dalgaların birbiriyle örtüşebildiği ve birbirini güçlendirebildiği veya iptal edebildiği dalga etkileşimi)

1.Yoğunlaştırın

2.Yoğunluk azalır

3.Geri Ödeme

○ Corpuscular fotonun doğası:

● Fotoğraf efekti- elektromanyetik radyasyonun etkisi altındaki bir madde tarafından elektron emisyonu olgusu.

Stoletov fotosel yasalarını inceledi.

Fotoelektrik etkinin açıklaması verildi Einstein parçacık teorisi çerçevesinde.

Bir elektrona çarpan foton enerjisinin bir kısmını aktarır.

● Compton etkisi– X-ışını radyasyonu bir maddeye yönlendirilirse maddenin elektronları tarafından saçılır. Bu saçılan radyasyon, gelen radyasyondan daha uzun bir dalga boyuna sahip olacaktır. Fark saçılma açısına bağlıdır.

e = ha?

h – çubuk

υ – radyasyon frekansı

●Foton – dalga paketi.

Matematiksel olarak dalga-parçacık ikiliği şu şekilde ifade edilir: L. de Broglie'nin denklemi:

λ = H / (M · v) = H / P

P– dürtü

Bu düalizm evrensel bir teoridir ve her türlü maddeye dağıtılabilir.

○ Örnekler:

Elektron

M e = 9,1 10 -28 Gv ~ 10 8 cm/snλ ~ 10 -8 santimetre

uçan top

M= 50 grv~ 25 cm/snλ ~ 10 -32 santimetre

1) Belirsizlik ilkesi[İÇİNDE. Heisenberg] – bir parçacığın koordinatını ve momentumunu aynı anda doğru bir şekilde belirlemek imkansızdır.

∆Q · ∆ P ≥ H / 2

∆Q – herhangi bir koordinatın belirsizliği

∆P – momentum belirsizliği

∆e · ∆ T ≥ H / 2

∆e – parçacık enerjisi

∆T – zamanın belirsizliği

2) Tamamlayıcılık ilkesi[N. Bohr] - bir mikro nesneyi tanımlayan bazı nicelikler hakkında deneysel bilgi elde etmek, kaçınılmaz olarak birinciye ek olarak diğer nicelikler hakkında bilgi kaybıyla ilişkilidir.

3) Nedensellik ilkesi(belirsizlik ilkesinin bir sonucu) – klasik fiziğin bir ilkesi. Doğadaki olaylar arasında neden-sonuç ilişkisi vardır. Nedensellik ilkesi mikro dünyanın nesneleri için geçerli değildir.

4) Kimlik ilkesi– aynı mikropartikülleri deneysel olarak incelemek imkansızdır.

5) Yazışma ilkesi- Klasik teorinin bir gelişimi olan herhangi bir genel teori, onu tamamen reddetmez, ancak uygulamasının sınırlarını gösterir.

6) Üstüste binme ilkesi– Ortaya çıkan etki, her bir olgunun ayrı ayrı neden olduğu etkilerin toplamıdır.

● Schrödinger denklemi– kuantum mekaniğinin temel denklemi.

● Dalga fonksiyonu[Ψ] hem koordinatların hem de zamanın bir fonksiyonudur.

E = E akraba. + sen

sen – potansiyel enerji

e akraba . = (m · v 2 ) / 2 = p 2 / 2m

E = p 2 / 2m + U

e Ψ = ( P 2 / 2 M + sen ) · Ψ

(Ψ 2 · D · v) karşılık gelen parçacığın nerede ve hangi durumda bulunduğunu gösterir.