Экология и производственная безопасность

326 ядерной реакции) от энергии бомбарди- рующих частиц, называется функцией возбуждения. Ядерные реакции характеризуют- ся также тепловым эффектом, который равен разности масс покоя вступающих в реакцию и образующихся в результа- те реакции ядер. Если тепловой эффект положителен, то ядерная реакция идет с выделением энергии и называется эк- зотермической. Если тепловой эффект отрицателен, то для осуществления ядерной реакции энергия относительно- го движения вступающих в реакцию ядер должна быть больше теплового эффекта, т.е. при бомбардировке пучком частиц мишени кинетическая энергия бомбардирующих частиц должна быть не меньше пороговой энергии (порога) Е пор в соответствии со следующим соот- ношением: Е пор = [М А /(М А + М а )]IQI, гдеМ А и М а – массы соответственно ядра мишени и бомбардирующей частицы; IQI – тепловой эффект реакции по абсо- лютной величине. Например, при реакции 1 Т 3 ( р, n ) 2 Не 3 сумма масс исходных частиц равна 4, 025149, а продуктов реакции 4,025968. Тепловой эффект данной ре- акции Q = – 0,763 МэВ < 0. В качестве второго примера эндотермической ре- акции можно привести ядерную реак- цию, осуществленную Резерфордом c приведением точных значений масс: N 14,00751 + Не 4,00387  О 17,00453 + Н 1,00814 . Раз- ность между двумя суммами масс со- ставляет (14,00751+4, 00387) – – (17,00453 + 1,00814) = 0,00129 ядер- ной единицы масс. Масса покоя увели- чилась в процессе реакции, значит, ре- акция эндотермическая. Для ее осуще- ствления требуется затрата энергии 931  0,00129 = 1,20 МэВ. Однако этой энергии не достаточно, поскольку часть кинетической энергии бомбардирую- щей частицы передается продуктам ре- акции. Минимальная энергия (в приве- денном примере) равна 1,20(17+1)14 = = 1,55 МэВ. Это является порогом реакции. Согласно статистической модели Бора при захвате бомбардирующей час- тицы ядром она образует с последним составное ядро, аналогичное активиро- ванному комплексу химической кинети- ки. Составное ядро находится в сильно возбужденном состоянии и, просуще- ствовав в среднем около 10 -14 с, перехо- дит в нормальное состояние, испуская частицу или g-квант, причем этот про- цесс перехода не зависит от способа об- разования составного ядра. Итак, ядерные реакции протекают в два последовательных этапа: 1) поте- ря бомбардирующей частицей кинети- ческой энергии с образованием состав- ного (промежуточного) ядра; 2) после большого числа соударений между ну- клонами внутри этого ядра возможна концентрация энергии у одного какого- либо нуклона или небольшой группы нуклонов, которые покидают ядро (ис- паряются). Величина энергии диссоци- ации имеет порядок 8 Мэв на нуклон. Свойства составного ядра не зависят от характера процесса, посредством кото- рого ядро образовалось. В соответствии с концепцией Бора, эффективное поперечное сечение s ядер- ной реакции а + А  С *  b + В (С * – составное или промежуточное ядро) распадается на произведение двух мно- жителей:  а  b . Первый из них (  а ) пред- ставляет собой эффективное поперечное сечение образования составного ядра; Яде-Яде