Ядерные энергетические эффекты

При изменении ядер атомов энергия и масса переходят друг в друга согласно уравнению Эйнштейна. При ядерном делении продукты реакции имеют массу, немного меньшую, чем исходные вещества. Эта потеря массы настолько мала, что не влияет на массовые числа образующихся атомов. Но будучи превращенной в энергию она создает мощный энергетический эффект реакции. [c.338]

Итак, энергия диссоциации молекулы С1 эквивалентна лишь пяти миллионным частям массы электрона. Химические реакции обычно сопровождаются энергетическими эффектами в несколько электронвольт, тогда как ядерные энергии относятся к диапазону миллионов электронвольт. 1 МэВ на молекулу эквивалентен 96,5 млн кДж моль , что находится далеко за пределами энергии всех химических реакций. Это объясняет, почему в химических реакциях можно пользоваться двумя независимыми законами сохранения-массы и энергии. Взаимные превращения этих свойств материи в химических реакциях неразличимы. В отличие от этого для ядерных реакций взаимные превращения массы и энергии-дело совсем обычное здесь следует пользоваться более общим законом сохранения массы и энергии. В любой ядерной реакции сумма энергии и произведения массы на величину (с-скорость света) для всех реагирующих частиц и их окружения не изменяется в процессе реакции. [c.410]

Роль 7-спектроскопии в химических исследованиях связана с тем, что энергия ядерных переходов зависит от распределения электронной плотности вокруг ядра, т. е. в зависимости от химического окружения для возбуждения ядерных переходов требуются различные энергии. Поэтому если источник и приемник 7-излучения находятся в разных соединениях (например, источник Ре в металле, а поглотитель — в кристалле РеС ), то поглощение 7-лучей наблюдаться не будет. Однако, поскольку влияние природы химического окружения атома на смещение ядерных энергетических уровней мало, можно добиться резонансного поглощения 7-квантов, несколько изменив их энергию. Для этого достаточно перемещать источник (или поглотитель) 7-излучения относительно приемника (источника) излучения. В этом случае энергия 7-квантов увеличивается или уменьшается на величину кинетической энергии. При некоторой скорости движения начинается резонансное поглощение, т. е. наблюдается эффект Мессбауэра. [c.180]

До сих пор мы ничего не говорили об энергетических эффектах, связанных с протеканием ядерных реакций. Этот вопрос удобно обсуждать, воспользовавшись известным уравнением Эйнштейна, которое связывает массу и энергию [c.260]

Изменения массы и связанные с ними энергетические эффекты в ядерных реакциях намного больше, чем в химических реакциях. Энергия высвобождаемая при ядерном делении всего одного фунта урана (см. разд. 20.8), эквивалентна энергии, выделяемой при сжигании 1500 тонн угля. [c.260]

При вычислении энергетических эффектов, сопровождающих ядерные реакции, для определения массы ядерных частиц, участвующих в реакции, приходится обращаться к таблицам, в которых указаны свойства ядер. В таких таблицах масса нуклида обычно выражается как масса атома, который содержит интересующее нас ядро. Другими словами, указываемая в таблицах масса включает массу электронов, окружающих ядро. Например, в таблицах свойств нуклидов указывается, что масса равна [c.262]

Вычислите энергетический эффект ядерной реакции [c.25]

Энергетический эффект ядерных реакций обычно выражают в мегаэлектронвольтах (Мов) на одно атомное ядро, претерпевающее превращение. [c.375]

Вычислить энергетический эффект в килоджоулях следующей ядерной реакции в расчете на 1 г-атом изотопа [c.45]

Какому топливному эквиваленту (в тоннах условного топлива ) отвечает энергетический эффект ядерной реакции [c.45]

В ядерных процессах энергию относят к превращению одного ядра и выражают в электронвольтах. Энергетический эффект ядерных процессов неизмеримо больше тепловых эффектов обычных химических реакций. Так, например, реакция М(а, p)s O имеет АН= —1,19 МэВ, или 1,15-10 Дж/моль. Эта величина по крайней мере в 100 000 раз больше самых высоких значений тепловых эффектов химических реакций. [c.395]

Подсчет всех масс и энергий, выделяющихся в сложном процессе деления, определяет энергетику процесса для эг и 194 МэВ . Подобный расчет для 9 Ри дает 201 МэВ. Такие огромные энергетические эффекты ранее не наблюдались. Ядерные реакции деления— самые экзотермичные из всех до сих пор осуществленных. Схема суммарного процесса деления урана на два осколка с неравными массами и превращения последних при последующих р-излу-чениях в устойчивые ядра имеет вид [c.420]

По расчету на 4 г ядер гелия это дает 2600 млн. кДж. Для получения такого же количества энергии за счет сжигания каменного угля потребовалось бы его около 80 т. Сопоставление это наглядно показывает, что энергетические эффекты ядерных процессов несравнимы с наблюдаемыми при обычных химических реакциях. [c.510]

В соответствии с уравнением взаимосвязи энергетический эффект ядерной реакции определяется разностью масс начальных и конечных продуктов. Для данного случая имеем 14,00307 + + 4,00260= 18,00567 и 16,99913 + 1,00783 = 18,00696, т. е. конечные продукты тяжелее начальных. Это значит, что рассматриваемое превращение элементов протекает с поглощением энергии (1,2 МэВ). Напротив, подобный же процесс по схеме [c.513]

Деление ядер. Уже изучение естественной радиоактивности показало, что ядерные реакции сопровождаются громадными энергетическими эффектами. Так, полная энергия превращения 1 г радия в свинец эквивалентна получаемой при сжигании полутонны каменного угля. Однако, не говоря уже о стоимости радия, использовать эту энергию невозможно из-за медленности его распада. [c.523]

Ввиду исключительно большого значения квадрата скорости света в вакууме очень малые изменения массы ведут к колоссальному изменению энергии. Так, из формулы (1,1) следует, что 1 кДж соответствует изменению массы 2-10 о г. Если считать тепловые эффекты химических реакций порядка сотен килоджоулей, соответствующие изменения массы должны быть порядка 10 — 10" г. Эта величина лежит за пределами чувствительности весов, применяемых в химии, включая ультрамикровесы. Таким образом, из уравнения (1.1) следует, что при химических реакциях, поскольку они сопровождаются энергетическими эффектами, в действительности происходит изменение массы. Однако эти изменения настолько малы, что ими можно пренебречь. Ощутимые е изменения массы наблюдаются в ядерной химии и энергетике, где энергетические эффекты измеряются миллионами и миллиардами килоджоулей. [c.8]

Двойной резонанс может сопровождаться так называемым ядерным эффектом Оверхаузера (ЯЭО). Это сложное явление (аналогичное хорошо известному электронно-ядерному взаимодействию) приводит к изменению распределения заселенностей ядерных энергетических уровней без изменения энергий переходов. Причиной возникновения ЯЭО является не спин-спиновое взаимодействие, которое лишь усложняет его и потому должно быть сведено к минимуму, а непосредственная диполь-дипольная релаксация, которая для пары одинаковых взаимодействующих ядер зависит от и от обратной величины шестой степени межъядерного расстояния (см. ур. 1.19). Оптимальные условия наблюдения эф- [c.60]

Важнейшей особенностью метода радиоактивных индикаторов является его исключительно высокая чувствительность, что объясняется огромными энергетическими эффектами при ядерных процессах и вытекающими отсюда возможностями регистрации отдельных актов распада. [c.8]

Изотопные эффекты II рода обусловлены различием в ядерных свойствах изотопов, которые, в отличие от свойств, обусловленных структурой электронных оболочек, для разных изотопов одного и того же элемента имеют мало общего между собой. Это связано с тем, что при одинаковом заряде ядра недостаток или избыток нейтронов коренным образом изменяет структуру ядерных оболочек. Вследствие этого у изотопов одного элемента могут значительно отличаться спины ядер, спектр ядерных энергетических уровней, способность вступать в те или иные ядерные реакции и т. д. Отметим, что в некоторых случаях реально наблюдаемые эффекты являются суперпозицией изотопных эффектов I и II рода. Так, например, для лёгких элементов сверхтонкая структура оптических спектров изотопов с одной стороны определяется величиной изотопного сдвига, зависящего от массы изотопа, а с другой — [c.19]

С—энергетический эффект ядерной реакции т — масса испускаемой частицы [c.317]

Энергетические эффекты ядерных реакций (т. е. реакций между ядрами и их частицами) в громадное число раз больше наблюдаемых при обычных химических реакциях. При образовании 4,00280 граммов гелия, согласно только что приведенной реакции, происходит уменьшение массы, равное 2-1,00757- -2-1,00893— —4,00280 =0,0302 гр. [c.417]

Из этого соотношения эквивалентности, т. е. обязательной равноценности массы и энергии, ясно, что законы их сохранения суть две стороны, два частных случая одного и того же закона сохранения материи. При ядерных превращениях, сопровождающихся огромными энергетическими эффектами, отвечающая этим эффектам масса (в расчете на 1 атом) выражается тысячными, а иногда и сотыми долями атомной единицы. [c.196]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ЯДЕРНОЙ РЕАКЦИИ [c.152]

Для химических превращений величина энергии не превосходит 10 эрг г, что отвечает ничтожному изменению массы в 10 -Ядерные энергетические эффекты в миллионы раз больше и сопровождаются заметными изменениями массы, которые могут быть оценены сотыми и десятыми долями процента. Величина энергии связи нуклонов ядра на примере ядра гелия может быть количественно оценена исходя из следующих данных. Сравнение атомных весов гелия (Aiне =4,00390), водорода (Мн= 1,00812) и нейтрона М =1,00893) показывает, что содержащиеся в ядре гелия два протона и два нейтрона имеют массу на О, 03020 единиц атомного веса меньшую, чем сумма их в Свободном состоянии. Такому уменьшению массы отвечает выделение энергии, равной 2,714 10 дж. на один грамм-атом гелия. Соответственно, для того чтобы разрушить ядро гелия и перевести грамм-атом гелия в совокупность свободных протонов и нейтронов, необходимо затратить указанное количество энергии. [c.19]

Для химических превращений величина энергии не превосходит 10 - эрг/г, что отвечает, согласно (П,2), ничтон иому изменению массы в 10 г. В миллионы раз большие ядерные энергетические эффекты сопряжены с заметным изменением массгл, которое может быть оценено сотыми и десятылга долями процента. [c.22]

В процессе химических реакций выделяется или поглощается энергия. Следовательно, при учете массы веществ необходимо принимать во внимание эти процессы, отвечающие выделению или поглощению энергии при той или иной реакции. Но практически это необходимо учитывать лишь в тех случаях, когда энергия выделяется или поглощается в весьма больших количествах, например в ядерных или термоядерных реакциях. Химические реакции сопровождаются значительно меньшими энергетическими эффектами, и поэтому им отвечают малые массы, лежащие вне пределов возможности измерений. Так, при взаимодействии 1 моль Н2504 с 2 моль ЫаОН [c.6]

В ядерных процессах энергетические эффекты обычно имеют порядок миллионов электронвольт. Поэтому применяют более крупную единицу — мегаэлектронвольт (сокращенно Мэе) 1 Мэе =10 эв. Применяют также килоэлектронвольт (Кэв) I Кэв == 10 эв и гига-электронвольт (Гэв) 1 Г эв = 10 эв. Число 10 часто называют биллионом. Поэтому 10 эв обозначают также через Бэв. [c.21]

Ядерные процессы, как правило, сопровождаются выделением ( выбрасыванием ) различных частиц (электронов, нейтронов, а-ча-стиц и др.), а также электромагнитным излучением (у-лучи и лучи типа рентгеновских). При этом выделяется большое количество энергии — в форме кинетической энергии продуктов ядерной реакции (элементарных частиц, осколков ядер и т. п.), движущихся с огромной скоростью и часто, кроме того, в виде указанных-выше излучений (иногда—только в виде излучений), а также энергии отдачи. Так, энергетический эффект обычных химических реакций на Авогадрово число (6-10 ) реагирующих частиц большей частью лежит в пределах 20—200 ккал. В то же время энергия, выделяющаяся при большинстве ядерных реакций, превышает 10° эв на одно ядерное превращение. На Авогадрово число превращений это дает 2,3-10 ккал и более, т. е. в сотни тысяч, а во многих случаях — и в миллионы раз больше, чем при обычных химических реакциях. [c.372]

Химические реакции сопровождаются гораздо меньшими энергетическими эффектами, чем ядерные процессы. Даже такой химический процесс, как взрыв нитроглицерина, не требует учета изменения массы, так как это изменение очень незначительно. Действительно, при разложении 1 г СзН5(ОН02)з выделяется 8-10 Дж, но потери на 1 г массы составляют всего Лm=Д / =0,89 10 г, что составляет менее 10 %. [c.9]

Химические реакции сопровождаются гораздо меньшими энергетическими эффектами, чем ядерные процессы. Даже такой химический процесс, как взрыв нитроглицерина, не требует учета изменения массы, так как это изменение очень незначительно. Действительно, при разложении 1 г СдИд (0К02)з [c.8]

Ядерные реакции. Энергетические эффекты. Закон радиоактивного распада. В 1919 г. Резерфорд впервые осуществил искусственное превращение элементов. Под действием а-частиц азот был превращен в кислород. В дальнейшем процессы взаимодействия ядер одних элементов с ядрами других (или с элементарными частицами), при которых образовались ядра новых элементов, стали называть ядернымн реакциями. Чаще всего ядерные реакции представляют собой процессы взаимодействия ядер с частицами срав- [c.394]

Ядерные реакции могут идти как с выделением, так и с поглощением энергии. Одним из наиболее известных примеров экзотермического ядерного превращения является реакция деления урана, сопровождающаяся выделением 180 МэВ. Для других ядерных процессов энергетические эффекты не столь значительны. Кроме того, ядерные реакции по сравнению с химическими П1)едставляют собой очень редкое явление. По-видимому, одна из причин этого заключается в малом размере ядер, что делает маловероятными эффективные ядерные соударения. Скорость радиоактивного распада пропорциональна наличному числу ядер [c.395]

Энергия, выделяющаяся в результате ядерных реакций, на несколько порядков больше прочности химических связей, энергетического эффекта обычных химических реакций или количества энергии, необходимого для образования дефектов (дислокаций и вакантных узлов) в решетке твердых веществ. Ни однн материал независимо от его фазового состояния или внешних условий не является совершенно инертным по отношению к ядерным излучениям. Поэтому в последние годы с появлением легкодоступных источников высокой энергии химическое действие радиации активно исследовалось многочисленными учеными с самыми различными целями. Новая область радиацрюнной химии включает исследования, направленные на предотвращение ущерба от разрушающего действия радиации, на разработку методов избирательного разрушения (например, стерилизация и применение в медицине), или специфическое использование радиации для избирательного проведения химических реакций. Данная глава ограничивается рассмотрением последней из перечисленных областей радиационной химии и, в частности, выявлением возможностей использования ядерных излучений как способа проведения химических превращений в процессах нефтепереработки. [c.114]

Энергетические эффекты ядерных реакций. Ядерные реакции, подобно химическим, сопровождаются выделением или поглощени- м энергии. Тепловой эффект ядерной реакции соответствует выраженной в энергетических единицах разности масс покоя продуктов, вст>"пающих в реакции и образующихся в результате реакции. Тепловые эффекты ядерных реакций на 5—6 порядков выше самых высоких тепловых эффектов химических реакций. Так, для превращения 1 г-ат в Ю по (а, р)-реакции требуется энергия, равная 2,74-10 кал (для сравнения укажем, что, например, при химическом взаимодействии азота с магнием на 1 г-атом азота выделяется 5,8-104гауг). [c.60]

Энергетический эффект ядерных реакций настолько велик, что обычно может быть определен по разности сумм масс частиц до и после реакции. Так,например,в случаереакции N(a,р) Ю сумма масс атомов "1 и Не, согласно масс-спектрографическим определениям, равна 18,005678 а.е.м., а сумма масс продуктов реакции и Н равна 18,006958 а.е.м. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология