CCF20090610010 (3)

|Kiwlo( <• |rst wyraźnie mniejsza. Model zakłada, że nukleony poruszają się w jądrze prawie niezależnie, a

•    ulil/itilywonir nukleonu z pozostałymi nukleonami można zastąpić oddziaływaniem tego nukleonu ze średnim polem

•    l/lrtłrthi ym n.» niego. W modelu należy określić rozkład pola w jądrze, tak by poziomy wzbudzeń jądra odpowiadały (Innym doświadczalnym.

Mm Ir I wyjaśnia odstępstwa energii wiązania jąder od energii określonej w modelu kroplowym. Wyjaśnia też istnienie lii /!» magicznych": 2,8,20, 28,50,82,126 dla których jądra atomowe są najstabilniejsze. Jeżeli jądro ma jeden nukleon mniej lub więcej, to energia wiązań jest w nim wyraźnie mniejsza.

Modal oddziałujących bozonów

Model oddziałujących bozonów uwzględnia własności siły jądrowej polegającej na kojarzeniu nukleonów w pary. ł ącząc w sobie model powłokowy i model kroplowy, traktuje on ciężkie jądro parzysto-parzyste jako zbiór nukleonowych par na zewnątrz zamkniętej powłoki. Opisuje się ruch nukleonów jako pary. Kiedy dwa nukleony tworzą parę, to przypominają bozon, ale możliwe są różne typy par.

Model kolektywny

Model kolektywny jest modelom, w którym podstawową role gra założenie o pewnych kolektywnych ruchach zespołów nukleonów należących do zamkniętych powłok jądrowych. Dopuszcza się przy tym możliwość deformacji (nawet trwałych) jądra, tj., odrzuca się założenie o jego symetrii kulistej. Według tego modelu zamknięte, wypełnione powłoki w jądrach ulegają deformacji, która jest skutkiem polaryzacji tego "rdzenia" jądra spowodowanej działaniem nukleonów spoza powłok zamkniętych. W modelu kolektywnym zatem rozróżnia się i uwzględnia indywidualny ruch "luźnych" nukleonów i kolektywny ruch zamkniętych powłok rdzenia Teoria kwarkowa gell-manna - zweiga

1964 Murray Gell-Mann i George Zweig rozwinęli koncepcje kwarków. Zaproponowali oni budowę barionów i mezonów z trzech kwarków lub antykwarkow zwanych górny (up), dolny (down) i dziwny (strange): u, d i s mających spin równy 1/2 a ładunki elektryczne odpowiednio 2/3, -1/3 i -1/3 (okazuje sie, ze ta teorii a nie jest zupełnie ścisła). Ponieważ takie ładunki nigdy nie zostały zaobserwowane, koncepcje kwarków uważano raczej za matematyczny opis schematu cząstek niż za teorie rzeczywistych obiektów. Późniejsze badania teoretyczne i doświadczalne utwierdziły przekonanie, ze kwarki są realnymi obiektami, chociaż nie można ich wyodrębnić.

72. przemiany jądrowe, promieniotwórczość naturalna i sztuczna, kinetyka rozpadów promieniotwórczych

Przemiany jądrowe to procesy zachodzące w jądrach atomowych. W ich wyniku powstają jądra atomowe innych pierwiastków, innych izotopów tego samego pierwiastka lub jądra tego samego izotopu w innym stanie energetycznym.

Promieniotwórczość naturalna, zjawisko obecności w środowisku naturalnym substancji promieniotwórczych niezależnie od działalności człowieka (w odróżnieniu od skażeń promieniotwórczych). W środowisku można zaobserwować ponad 60 izotopów promieniotwórczych.Ze względu na pochodzenie izotopy te dzieli się na trzy kategorie:

1)    pierwotne izotopy promieniotwórcze, posiadające czasy połowicznego zaniku (T^) powyżej 0,5 mld lat, które powstały wraz ze stabilną materią tworzącą Ziemię (nukleogeneza) i nie zdążyły się jeszcze całkiem rozpaść (4,5 mld lat), ²³²Th (14 mld lat),

2)    wtórne izotopy promieniotwórcze, które pochodzą z sekwencyjnych rozpadów niektórych izotopów należących do kategorii pierwszej (szeregi promieniotwórcze) - ²²⁶Ra i ²²⁸Ra, radonu: ²²²Rn i ²²⁰Rn, polonu: ²¹⁰Po, i ołowiu: ²¹⁰Pb.

3)    kosmogenne pierwiastki promieniotwórcze, czyli grupa ponad dziesięciu izotopów promieniotwórczych lekkich pierwiastków, powstających ciągle, głównie w górnych warstwach atmosfery ziemskiej, w reakcjach jądrowych (tzw. reakcje spalacji) wywołanych przez protony promieniowania kosmicznego ⁷Be (54 dni), ¹⁰Be (1,7 min lat), ³H (12 lat), Promieniotwórczość sztuczna, zjawisko promieniotwórczości obserwowane dla izotopów promieniotwórczych innych niż występujące w naturalnym środowisku ziemi, otrzymanych najczęściej w wyniku aktywacji izotopów stabilnych.

73.    oddziaływa nie cząstek naładowanych i promieniowania y z materią

Promieniowanie gamma przechodząc przez materię ulega pochłanianiu (wielkość pochłaniania zależy od energii promieniowania). Za pochłanianie promieniowania gamma odpowiadają następujące zjawiska:

1.    wewnętrzny efekt fotoelektryczny (Photo) w wyniku którego promieniowanie gamma oddaje energię elektronom odrywając je od atomów lub przenosząc na wyższe poziomy energetyczne,

2.    rozpraszanie comptonowskie (Compton) słabo związane lub swobodne elektrony doznają przyspieszenia w kierunku rozchodzenia się promieniowania. W pojedynczym akcie oddziaływania następuje niewielka zmiana

energii kwantu gamma. W wyniku oddziaływania z wieloma elektronami kwant gamma wytraca swą energię. Jest to najważniejszy sposób oddawania energii przez promieniowanie gamma.

3.    kreacja par elektron-pozyton (Pair), kwant gamma uderzając o jądro atomowe powoduje powstanie par cząstka-antycząstka (warunkiem zajścia zjawiska jest energia kwantu gamma > 1,02 MeV - dwukrotnej wartości masy spoczynkowej elektronu),

4.    reakcje fotojądrowe - niezwykle rzadkie, występuje przy odpowiednio dużej energii promieniowania (E_v>18,6 MeV). W tym oddziaływaniu promieniowanie gamma oddaje energię jądrom atomowym wzbudzając je. Wzbudzone jądro atomowe może wypromieniować kwant gamma, ulec rozpadowi lub rozszczepieniu.

74. detektory cząstek jonizujących i kwantów promieniowania y

Człowiek nie posiada narządów zmysłów pozwalających mu na postrzeganie promieniowania gamma, którego detekcja stała się konieczna wraz z rozwojem technologii jądrowej. Ogólnie detektory promieniowania gamma wykorzystują własności jonizacyjne tego promieniowania i można je podzielić na: detektor barwnikowy; detektory gazowe, do których należą: komora jonizacyjna, licznik Geigera-Mullera, licznik proporcjonalny; detektor półprzewodnikowy; emulsja fotograficzna; licznik scyntylacyjny

75. podstawy energetyki jądrowej, reakcje lawinowa, paliwo jądrowe, wpływ promieniowania na własności materiałów

Podstawy energetyki jądrowej - W elektrowni jądrowej następuje w procesie rozszczepiania jąder atomów uranu, plutonu lub toru wyzwolenie energii cieplnej, którą wykorzystuje się do wytworzenia pary wodnej. Energia cieplna tej pary zostaje przemieniona w energię mechaniczną w procesie rozprężania pary zachodzącego w turbinie, a dalej następuje przemiana energii kinetycznej w energię elektryczną w napędzanym przez łopatki turbiny generatorze prądu.

Reakcja rozszczepienia jądra uranu, plutonu lub toru następuje wówczas gdy po zderzeniu neutronu z jądrem pierwiastka następuje pochłonięcie neutronu. W wyniku rozszczepienia jądra pierwiastka ciężkiego (jakim jest uran, pluton i tor) powstają dwa jądra pierwiastków lżejszych, wydzielając w skutek ubytku masy energię cieplną i wyzwalając od 0 do 8 neutronów. Wykorzystanie tej energii cieplnej jest celem eksploatacji reaktorów energetycznych,. Część pozostałej energii wydziela się w postaci promieniowania gama, dalsza jej część wydziela się z opóźnieniem jako promieniowanie beta i gama produktów rozszczepienia.

Reakcja łańcuchowa (reakcja lawinowa), szczególny rodzaj reakcji chemicznej lub jądrowej. Po zainicjowaniu reakcja przebiega początkowo tylko w niewielkiej części ośrodka, lecz jej produkty, ciepło, światło, reaktywne produkty pośrednie, inicjują reakcję w kolejnym punkcie ośrodka, na skutek czego rozwija się ona lawinowo bez potrzeby udziału zewnętrznego czynnika inicjującego.

Paliwo jądrowe, materiał rozszczepialny wykorzystywany do uzyskiwania energii w reaktorach jądrowych.

Zawiera najczęściej wzbogacony uran (tj. uran charakteryzujący się większą od naturalnej względną zawartością izotopu ²³⁵U, mieszczącą się w granicach od kilku do kilkunastu procent), w różnych formach fizyko-chemicznych: jako ciało stałe (tlenek, węglik, stop metaliczny, metal; w postaci prętów, pastylek itp.), w postaci ciekłej (jako roztwór siarczanu(VI) lub azotanu(V) uranylu) lub jako gaz (fluorek uranu(VI)). Drugim materiałem wykorzystywanym jako paliwo jądrowe jest izotop plutonu ²³⁹Pu.

Szczegółowy rodzaj paliwa dopasowany jest do danego typu reaktora. W czasie tzw. spalania paliwa jądrowego w reaktorze wzrasta w nim ilość produktów rozszczepienia i aktywacji, aż do poziomu wymuszającego wymianę danej porcji paliwa jądrowego. Paliwo jądrowe wydobyte z reaktora nazywa się wypalonym (jest to najbardziej radioaktywna postać paliwa jądrowego), po pewnym czasie poddaje się je procesowi oczyszczenia w celu ponownego wykorzystania (odpady promieniotwórcze).

76.    podział reaktorów jądrowych, budowa, zastosowanie

Podział:

-    energetyczne

-    reaktory wodne, ciśnieniowe (tzw. PWR i WWER), w których chłodziwem i moderatorem jest zwykła woda pod ciśnieniem (na tyle wysokim by woda nie zaczęła odparowywać podczas normalnej pracy reaktora).

-    wyjątkowymi reaktorami wodnymi, ciśnieniowymi są reaktory RBMK (tego typu reaktory są między innymi w Czarnobylu, nie ma natomiast takich reaktorów poza terenem byłego ZSRR, gdyż nie spełniają i nigdy nie spełniały podstawowych warunków bezpieczeństwa), chłodzone są wodą, a moderowane grafitem.

-    reaktory wodne, wrzące (BWR), w których chłodziwem i moderatorem jest również zwykła woda, ale wrząca,

-    reaktory ciężkowodne (PHWR, CANDU), chłodziwem i moderatorem jest ciężka woda,