एक जीवित कोशिका में शीत परमाणु संलयन। परमाणु प्रतिक्रियाएं

प्रकृति में परमाणु प्रतिक्रियाएं - 2 वर्गों में विभाजित हैं: परमाणु कणों और परमाणु विखंडन की कार्रवाई के तहत थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं और प्रतिक्रियाएं। पूर्व को उनके कार्यान्वयन के लिए ~ कई मिलियन डिग्री के तापमान की आवश्यकता होती है और केवल सितारों के अंदरूनी हिस्सों में या एच-बम के विस्फोट के दौरान होती है। उत्तरार्द्ध वायुमंडल और स्थलमंडल में ब्रह्मांडीय विकिरण के कारण और पृथ्वी के ऊपरी गोले में परमाणु-सक्रिय कणों के कारण होता है। पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाले तेज ब्रह्मांडीय कण (औसत ऊर्जा ~ 2 10 9 eV), अक्सर वायुमंडलीय परमाणुओं (N, O) को हल्के परमाणु टुकड़ों में पूर्ण रूप से विभाजित करने का कारण बनते हैं, जिसमें शामिल हैं न्यूट्रॉनउत्तरार्द्ध की गठन दर 2.6 न्यूट्रॉन (सेमी -2 सेकंड -1) तक पहुंच जाती है। न्यूट्रॉन मुख्य रूप से वायुमंडलीय एन के साथ बातचीत करते हैं, जिससे रेडियोधर्मी का निरंतर उत्पादन होता है आइसोटोपकार्बन सी 14 (टी 1/2 = 5568 वर्ष) और ट्रिटियम एच 3 (टी 1/2 = 12.26 वर्ष) निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के अनुसार एन 14 + पी\u003d सी 14 + एच 1; एन 14+ एन\u003d सी 12 + एच 3। पृथ्वी के वायुमंडल में रेडियोकार्बन का वार्षिक निर्माण लगभग 10 किग्रा है। वातावरण में रेडियोधर्मी बी 7 और सीएल 39 का गठन भी नोट किया गया था। स्थलमंडल में नाभिकीय अभिक्रियाएँ मुख्यतः दीर्घजीवी रेडियोधर्मी तत्वों (मुख्यतः U और Th) के क्षय से उत्पन्न होने वाले α-कणों और न्यूट्रॉनों के कारण होती हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ली युक्त कुछ एमएल में हे 3 का संचय (देखें। भूविज्ञान में हीलियम समस्थानिक),प्रतिक्रियाओं के अनुसार euxenite, monazite, और अन्य m-lahs में नियॉन के अलग-अलग समस्थानिकों का निर्माण: O 18 + He 4 \u003d Ne 21 + पी; Fe 19 + वह \u003d ना 22 + पी;ना 22 → ने 22। प्रतिक्रियाओं के अनुसार रेडियोधर्मी पदार्थों में आर्गन समस्थानिकों का निर्माण: Cl 35 + नहीं = एआर 38 + एन; सीएल 35 + वह \u003d के 38 + एच 1; कश्मीर 38 → एआर 38। यूरेनियम के सहज और न्यूट्रॉन-प्रेरित विखंडन के दौरान, क्रिप्टन और क्सीनन के भारी समस्थानिकों का निर्माण देखा जाता है (क्सीनन पूर्ण आयु निर्धारण विधि देखें)।स्थलमंडल के m-लाख में, कृत्रिम विभाजन परमाणु नाभिकएम-ला के द्रव्यमान के 10 -9 -10 -12% की मात्रा में कुछ समस्थानिकों के संचय का कारण बनता है।

भूवैज्ञानिक शब्दकोश: 2 खंडों में। - एम .: Nedra. K. N. Paffengolts et al द्वारा संपादित।. 1978 .

देखें कि "प्रकृति में परमाणु प्रतिक्रियाएं" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

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प्रकाश परमाणुओं के बीच परमाणु प्रतिक्रियाएं। बहुत उच्च तापमान (= 108K और अधिक) पर होने वाले नाभिक। इलेक्ट्रोस्टैटिक पर काबू पाने के लिए उच्च तापमान, यानी टकराने वाले नाभिक की पर्याप्त बड़ी सापेक्ष ऊर्जाएं आवश्यक हैं। रुकावट, ... ... भौतिक विश्वकोश

रसायन। परिवर्तन और परमाणु प्रक्रियाएं, जिसमें एक मध्यवर्ती सक्रिय कण (एक मुक्त कण, एक परमाणु, रासायनिक परिवर्तनों में एक उत्साहित अणु, परमाणु प्रक्रियाओं में एक न्यूट्रॉन) की उपस्थिति प्रारंभिक लोगों के सी में परिवर्तन की एक श्रृंखला का कारण बनती है। रसायन के उदाहरण। करोड़ ... रासायनिक विश्वकोश

आधुनिक की नई दिशाओं में से एक जियोल विज्ञान, नाभिकीय भौतिकी, भू-रसायन, रेडियोरसायन, भूभौतिकी, ब्रह्मांड-रसायन और ब्रह्मांड-विज्ञान के निकटवर्ती वर्गों के साथ घनिष्ठ रूप से जुड़ा हुआ है। कठिन समस्याएंप्रकृति में परमाणु नाभिक का प्राकृतिक विकास और ... ... भूवैज्ञानिक विश्वकोश

स्थिर और रेडियोधर्मी समस्थानिकों का उत्पादन में होता है प्राकृतिक वस्तुएंब्रह्मांडीय विकिरण की क्रिया के तहत, उदाहरण के लिए, योजना के अनुसार: XAz + P → YAZ + a + bp, जिसमें A = A1 + a + (b 1)p; Z \u003d Z1.+ (b 1)p, जहां XAz मूल कर्नेल है, P तेज़ है ... ... भूवैज्ञानिक विश्वकोश

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन, हल्के परमाणु नाभिक के भारी नाभिक में संलयन की प्रतिक्रिया, अत्यधिक तापमान पर होने वाली और भारी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई के साथ। परमाणु संलयन एक प्रतिक्रिया है जो परमाणुओं के विखंडन के विपरीत है: बाद में ... ... कोलियर इनसाइक्लोपीडिया

परमाणु प्रक्रियाएं रेडियोधर्मी क्षय अल्फा क्षय बीटा क्षय क्लस्टर क्षय डबल बीटा क्षय इलेक्ट्रॉनिक कब्जा डबल इलेक्ट्रॉन कब्जा गामा विकिरण आंतरिक रूपांतरण आइसोमेरिक संक्रमण न्यूट्रॉन क्षय पॉज़िट्रॉन क्षय ... विकिपीडिया

94 नेपच्यूनियम प्लूटोनियम → अमेरिकियम एसएम पु ... विकिपीडिया

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पुस्तकें

• परमाणु परिवर्तनों के परिणामस्वरूप परमाणु ऊर्जा और दुर्लभ और कीमती धातुओं को प्राप्त करना। न्यूट्रॉन, ड्यूटेरॉन, ट्रिटियम, हीलियम -3 और हीलियम -4 में विद्युत आवेशों के विद्युत संपर्क की बाध्यकारी ऊर्जा और संभावित ऊर्जा
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रचेक मारिया, यसमान विटालिया, रुम्यंतसेवा विक्टोरिया

यह अनुसंधान परियोजनानौवीं कक्षा के छात्रों द्वारा किया गया। यह 9 वीं कक्षा के भौतिकी पाठ्यक्रम में "परमाणु और परमाणु नाभिक की संरचना। परमाणु नाभिक की ऊर्जा का उपयोग" विषय के स्कूली बच्चों द्वारा अध्ययन में एक प्रमुख कार्य है। परियोजना का उद्देश्य परमाणु प्रतिक्रियाओं की घटना के लिए शर्तों और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के सिद्धांतों को स्पष्ट करना है।

डाउनलोड:

पूर्वावलोकन:

नगर बजटीय शिक्षण संस्थान

मध्यम समावेशी स्कूल № 14

सोवियत संघ के नायक का नाम

अनातोली पर्फिलिएव

जी । अलेक्सान्द्रोव

भौतिकी में अनुसंधान कार्य

"परमाणु प्रतिक्रियाएं"

पुरा होना।

विद्यार्थियों

9बी वर्ग:

रचेक मारिया,

रुम्यंतसेवा विक्टोरिया,

यसमान विटालिया

शिक्षक

रोमानोवा ओ.जी.

2015

परियोजना योजना

परिचय

सैद्धांतिक भाग

• परमाणु शक्ति।

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

प्रासंगिकता :

मानवता के सामने सबसे महत्वपूर्ण समस्याओं में से एक ऊर्जा की समस्या है। ऊर्जा की खपत इतनी तेजी से बढ़ रही है कि वर्तमान में ज्ञात ईंधन भंडार अपेक्षाकृत कम समय में समाप्त हो जाएगा। तथाकथित नवीकरणीय स्रोतों (नदियों, पवन, सूर्य, समुद्र की लहरें, पृथ्वी की गहरी गर्मी), क्योंकि वे प्रदान कर सकते हैं सबसे अच्छा मामलाहमारी जरूरतों का केवल 5-10%। इस संबंध में, 20वीं शताब्दी के मध्य में ऊर्जा के नए स्रोतों की खोज करना आवश्यक हो गया।

वर्तमान में, ऊर्जा आपूर्ति में वास्तविक योगदान किसके द्वारा किया जाता है परमाणु ऊर्जा, अर्थात्, परमाणु ऊर्जा संयंत्र (संक्षिप्त एनपीपी)। इसलिए, हमने यह पता लगाने का फैसला किया कि क्या परमाणु ऊर्जा संयंत्र मानव जाति के लिए उपयोगी हैं।

कार्य के लक्ष्य:

1. परमाणु प्रतिक्रियाओं की घटना के लिए शर्तों का पता लगाएं।
2. परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के सिद्धांतों का पता लगाएं, साथ ही पता करें कि क्या इसका अच्छा या बुरा प्रभाव पड़ता है वातावरणऔर प्रति व्यक्ति।

लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, हमने निम्नलिखित निर्धारित किए हैं:कार्य:

1. परमाणु की संरचना, उसकी संरचना, रेडियोधर्मिता क्या है, जानें।
2. यूरेनियम परमाणु का अन्वेषण करें। एक परमाणु प्रतिक्रिया का अन्वेषण करें।
3. परमाणु इंजनों के संचालन के सिद्धांत का अन्वेषण करें।

तलाश पद्दतियाँ:

1. सैद्धांतिक भाग - परमाणु प्रतिक्रियाओं पर साहित्य पढ़ना।

सैद्धांतिक भाग।

परमाणु और रेडियोधर्मिता का इतिहास। परमाणु की संरचना।

यह धारणा कि सभी पिंड छोटे-छोटे कणों से बने हैं, किसके द्वारा बनाई गई थी? प्राचीन यूनानी दार्शनिकल्यूसिपस और डेमोक्रिटस लगभग 2500 हजार साल पहले। इन कणों को "परमाणु" कहा जाता है, जिसका अर्थ है "अविभाज्य"। एक परमाणु पदार्थ का सबसे छोटा कण होता है, सबसे सरल, जिसमें कोई घटक भाग नहीं होता है।

लेकिन 19वीं शताब्दी के मध्य के आसपास, प्रायोगिक तथ्य सामने आने लगे जो परमाणुओं की अविभाज्यता के विचार पर संदेह करते हैं। इन प्रयोगों के परिणामों ने सुझाव दिया कि परमाणुओं की एक जटिल संरचना होती है और उनमें विद्युत आवेशित कण होते हैं।

सबसे चौंकाने वाला सबूत जटिल संरचनापरमाणु घटना की खोज थीरेडियोधर्मिता1896 में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी हेनरी बेकरेल द्वारा लिया गया। उन्होंने पाया कि रासायनिक तत्व यूरेनियम अनायास (यानी बाहरी बातचीत के बिना) पहले से अज्ञात अदृश्य किरणों का उत्सर्जन करता है, जिन्हें बाद में नाम दिया गया था।रेडियोधर्मी विकिरण. चूंकि रेडियोधर्मी विकिरण है असामान्य गुण, कई वैज्ञानिकों ने इसका अध्ययन करना शुरू किया। यह पता चला कि न केवल यूरेनियम, बल्कि कुछ अन्य रासायनिक तत्व (उदाहरण के लिए, रेडियम) भी अनायास रेडियोधर्मी किरणों का उत्सर्जन करते हैं। कुछ रासायनिक तत्वों के परमाणुओं की सहज विकिरण की क्षमता को रेडियोधर्मिता कहा जाने लगा (लैटिन रेडियो से - मैं विकिरण करता हूं और सक्रिय - प्रभावी)।

बेकरेल इस विचार के साथ आए: क्या कोई ल्यूमिनेसेंस एक्स-रे के साथ नहीं है? अपने अनुमान का परीक्षण करने के लिए, उन्होंने यूरेनियम लवण में से एक सहित कई यौगिकों को लिया, जो कि पीले-हरे रंग का प्रकाश फॉस्फोरसेंट है। सूरज की रोशनी से इसे रोशन करने के बाद, उन्होंने नमक को काले कागज में लपेटा और एक अंधेरे कोठरी में एक फोटोग्राफिक प्लेट पर रख दिया, जिसे काले कागज में भी लपेटा गया था। कुछ समय बाद, प्लेट दिखाने के बाद, बेकरेल ने वास्तव में नमक के एक टुकड़े की छवि देखी। लेकिन ल्यूमिनसेंट विकिरणकाले कागज से नहीं गुजर सकता था, और केवल एक्स-रे ही इन परिस्थितियों में प्लेट को रोशन कर सकते थे। बेकरेल ने समान सफलता के साथ कई बार प्रयोग दोहराया। फरवरी 1896 के अंत में, फ्रांसीसी विज्ञान अकादमी की एक बैठक में, उन्होंने एक रिपोर्ट तैयार की एक्स-रेफॉस्फोरसेंट पदार्थ। कुछ समय बाद, बेकरेल की प्रयोगशाला में गलती से एक प्लेट विकसित हो गई, जिस पर यूरेनियम नमक पड़ा था, जो सूर्य के प्रकाश से विकिरणित नहीं था। वह, निश्चित रूप से, फॉस्फोरस नहीं थी, लेकिन प्लेट पर छाप निकली। तब बेकरेल ने अनुभव करना शुरू किया अलग कनेक्शनऔर यूरेनियम खनिज (जिनमें वे भी शामिल हैं जो फॉस्फोरेसेंस नहीं दिखाते हैं), साथ ही साथ धात्विक यूरेनियम। थाली लगातार जल रही थी। नमक और प्लेट के बीच एक धातु का क्रॉस रखकर, बेकरेल ने प्लेट पर क्रॉस की कमजोर आकृति प्राप्त की। तब यह स्पष्ट हो गया कि नई किरणों की खोज की गई जो अपारदर्शी वस्तुओं से होकर गुजरती हैं, लेकिन एक्स-रे नहीं हैं।

बेकरेल ने अपनी खोज को उन वैज्ञानिकों के साथ साझा किया जिनके साथ उन्होंने सहयोग किया था। 1898 में, मैरी क्यूरी और पियरे क्यूरी ने थोरियम की रेडियोधर्मिता की खोज की, और बाद में उन्होंने रेडियोधर्मी तत्वों पोलोनियम और रेडियम की खोज की। उन्होंने पाया कि सभी यूरेनियम यौगिकों और, सबसे बड़ी सीमा तक, यूरेनियम में ही प्राकृतिक रेडियोधर्मिता की संपत्ति है। बेकरेल उस ल्यूमिनोफोर्स में लौट आए, जिसमें उनकी दिलचस्पी थी। सच है, उन्होंने रेडियोधर्मिता से संबंधित एक और बड़ी खोज की। एक बार, एक सार्वजनिक व्याख्यान के लिए, बेकरेल को एक रेडियोधर्मी पदार्थ की आवश्यकता थी, उन्होंने इसे क्यूरीज़ से लिया और टेस्ट ट्यूब को अपनी बनियान की जेब में रख लिया। व्याख्यान देने के बाद, उन्होंने मालिकों को रेडियोधर्मी तैयारी लौटा दी, और अगले दिन उन्होंने बनियान की जेब के नीचे शरीर पर एक परखनली के रूप में त्वचा की लालिमा पाई। बेकरेल ने इस बारे में पियरे क्यूरी को बताया, और उन्होंने एक प्रयोग स्थापित किया: दस घंटे के लिए उन्होंने रेडियम के साथ एक टेस्ट ट्यूब पहनी थी जो उनके अग्रभाग से बंधी थी। कुछ दिनों बाद उन्हें लाली भी हो गई, जो बाद में एक गंभीर अल्सर में बदल गई, जिससे वह दो महीने तक पीड़ित रहे। इस प्रकार, पहली बार रेडियोधर्मिता के जैविक प्रभाव की खोज की गई।

1899 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट रदरफोर्ड के मार्गदर्शन में किए गए एक प्रयोग के परिणामस्वरूप, यह पता चला कि रेडियम का रेडियोधर्मी विकिरण अमानवीय है, अर्थात। एक जटिल रचना है। बीच में एक धारा (विकिरण) होती है जिसमें विद्युत आवेश नहीं होता है, और आवेशित कणों की 2 धाराएँ पक्षों पर पंक्तिबद्ध होती हैं। धनात्मक रूप से आवेशित कणों को अल्फा कण कहा जाता है, जो पूरी तरह से आयनित हीलियम परमाणु होते हैं, और नकारात्मक रूप से आवेशित कण, बीटा कण, जो इलेक्ट्रॉन होते हैं। तटस्थ को गामा कण या गामा क्वांटा कहा जाता है। गामा विकिरण, जैसा कि बाद में निकला, विद्युत चुम्बकीय विकिरण की श्रेणियों में से एक है।

क्योंकि यह ज्ञात था कि परमाणु समग्र रूप से तटस्थ है, रेडियोधर्मिता की घटना ने वैज्ञानिकों को परमाणु का एक मोटा मॉडल बनाने की अनुमति दी। ऐसा करने वाले पहले व्यक्ति अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जोसेफ जॉन थॉमसन थे, जिन्होंने 1903 में परमाणु के पहले मॉडलों में से एक बनाया था। मॉडल एक गोला था, जिसकी पूरी मात्रा में एक सकारात्मक चार्ज समान रूप से वितरित किया गया था। गेंद के अंदर इलेक्ट्रॉन थे, जिनमें से प्रत्येक बना सकता था ऑसिलेटरी मूवमेंट्सअपनी संतुलन स्थिति के आसपास। मॉडल आकार और संरचना में किशमिश के साथ एक केक जैसा दिखता था। धनात्मक आवेश निरपेक्ष मान में इलेक्ट्रॉनों के कुल ऋणात्मक आवेश के बराबर होता है, इसलिए परमाणु का संपूर्ण आवेश शून्य होता है।

थॉमसन के परमाणु की संरचना के मॉडल को प्रायोगिक सत्यापन की आवश्यकता थी, जिसे 1911 में रदरफोर्ड ने अपनाया था। उन्होंने प्रयोग किए और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि परमाणु का मॉडल एक गेंद है, जिसके केंद्र में एक धनात्मक आवेशित नाभिक होता है, जो पूरे परमाणु का एक छोटा आयतन घेरता है। नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन घूमते हैं, जिसका द्रव्यमान बहुत कम होता है। एक परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है क्योंकि नाभिक का आवेश इलेक्ट्रॉनों के कुल आवेश के मापांक के बराबर होता है। रदरफोर्ड ने यह भी पाया कि परमाणु के नाभिक का व्यास लगभग 10 . होता है-14 – 10 -15 मी, यानी यह एक परमाणु से सैकड़ों-हजारों गुना छोटा है। यह नाभिक है जो रेडियोधर्मी परिवर्तनों के दौरान परिवर्तन से गुजरता है, अर्थात। रेडियोधर्मिता कुछ परमाणु नाभिकों की कणों के उत्सर्जन के साथ अनायास अन्य नाभिकों में बदलने की क्षमता है। कणों को पंजीकृत (देखें) करने के लिए, 1908 में जर्मन भौतिक विज्ञानी हंस गीगर ने तथाकथित गीजर काउंटर का आविष्कार किया।

बाद में, परमाणु में धनावेशित कणों को प्रोटॉन कहा जाता था, और ऋणात्मक कणों को न्यूट्रॉन कहा जाता था। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को सामूहिक रूप से न्यूक्लियॉन के रूप में जाना जाता है।

यूरेनियम का विखंडन। श्रृंखला अभिक्रिया.

न्यूट्रॉन के साथ बमबारी के दौरान यूरेनियम नाभिक के विखंडन की खोज 1939 में जर्मन वैज्ञानिकों ओटो हैन और फ्रिट्ज स्ट्रैसमैन ने की थी।

आइए इस घटना के तंत्र पर विचार करें। एक अतिरिक्त न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के बाद, नाभिक क्रिया में आ जाता है और विकृत हो जाता है, एक लम्बी आकृति प्राप्त कर लेता है।

नाभिक में 2 प्रकार के बल होते हैं: प्रोटॉनों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण बल, नाभिक को तोड़ने की प्रवृत्ति और सभी नाभिकों के बीच आकर्षण के परमाणु बल, जिसके कारण नाभिक का क्षय नहीं होता है। लेकिन परमाणु बल कम दूरी के होते हैं, इसलिए एक लम्बी नाभिक में वे अब नाभिक के उन हिस्सों को नहीं पकड़ सकते हैं जो एक दूसरे से बहुत दूर हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों की कार्रवाई के तहत, नाभिक दो भागों में टूट जाता है, जो अलग-अलग दिशाओं में बड़ी गति से बिखरता है और 2-3 न्यूट्रॉन का उत्सर्जन करता है। भाग आंतरिक ऊर्जागतिज में चला जाता है। नाभिक के टुकड़े पर्यावरण में तेजी से धीमा हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनकी गतिज ऊर्जा पर्यावरण की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। बड़ी संख्या में यूरेनियम नाभिक के एक साथ विखंडन के साथ, यूरेनियम के आसपास के माध्यम की आंतरिक ऊर्जा और, तदनुसार, इसका तापमान बढ़ जाता है। इस प्रकार, यूरेनियम नाभिक के विखंडन की प्रतिक्रिया पर्यावरण में ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है। ऊर्जा अपार है। 1 ग्राम यूरेनियम में मौजूद सभी नाभिकों के पूर्ण विखंडन से उतनी ही ऊर्जा निकलती है जितनी 2.5 टन तेल के दहन के दौरान निकलती है। परमाणु नाभिक की आंतरिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए, श्रृंखला प्रतिक्रियापरमाणु विखंडन, इस तथ्य पर आधारित है कि पहले नाभिक के विखंडन के दौरान जारी किए गए 2-3 न्यूट्रॉन अन्य नाभिकों के विखंडन में भाग ले सकते हैं जो उन्हें पकड़ लेते हैं। श्रृंखला प्रतिक्रिया की निरंतरता बनाए रखने के लिए, यूरेनियम के द्रव्यमान को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है। यदि यूरेनियम का द्रव्यमान बहुत छोटा है, तो न्यूट्रॉन अपने रास्ते में नाभिक से मिले बिना उसमें से उड़ जाते हैं। चेन रिएक्शन रुक जाता है। यूरेनियम के एक टुकड़े का द्रव्यमान जितना बड़ा होता है, उसके आयाम उतने ही बड़े होते हैं और उसमें न्यूट्रॉनों की यात्रा उतनी ही लंबी होती है। न्यूट्रॉन के परमाणु नाभिक से मिलने की प्रायिकता बढ़ जाती है। तदनुसार, परमाणु विखंडन की संख्या और उत्सर्जित न्यूट्रॉन की संख्या में वृद्धि होती है। नाभिक के विखंडन के बाद दिखाई देने वाले न्यूट्रॉन की संख्या खोए हुए न्यूट्रॉन की संख्या के बराबर होती है, इसलिए प्रतिक्रिया जारी रह सकती है लंबे समय तक. प्रतिक्रिया न रुकने के लिए, आपको यूरेनियम का एक द्रव्यमान लेने की आवश्यकता है निश्चित मूल्य- गंभीर। यदि यूरेनियम का द्रव्यमान महत्वपूर्ण से अधिक है, तो मुक्त न्यूट्रॉन में तेज वृद्धि के परिणामस्वरूप, श्रृंखला प्रतिक्रिया एक विस्फोट की ओर ले जाती है।

परमाणु भट्टी। परमाणु प्रतिक्रिया। परमाणु नाभिक की आंतरिक ऊर्जा का . में रूपांतरण विद्युतीय ऊर्जा.

परमाणु भट्टी - यह एक ऐसा उपकरण है जिसमें ऊर्जा की रिहाई के साथ एक नियंत्रित परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया की जाती है। पहला परमाणु रिएक्टर, जिसे SR-1 कहा जाता है, दिसंबर 1942 में संयुक्त राज्य अमेरिका में ई। फर्मी के नेतृत्व में बनाया गया था। आईएईए के अनुसार वर्तमान में दुनिया में 30 देशों में 441 रिएक्टर हैं। अन्य 44 रिएक्टर निर्माणाधीन हैं।

परमाणु रिएक्टर में यूरेनियम-235 का उपयोग मुख्य रूप से विखंडनीय पदार्थ के रूप में किया जाता है। ऐसे रिएक्टर को धीमा न्यूट्रॉन रिएक्टर कहा जाता है।मध्यस्थ न्यूट्रॉन विभिन्न पदार्थ हो सकते हैं:

1. पानी . एक मॉडरेटर के रूप में साधारण पानी के फायदे इसकी उपलब्धता और कम लागत हैं। पानी के नुकसान हैं हल्का तापमानउबलते (1 एटीएम के दबाव में 100 डिग्री सेल्सियस) और थर्मल न्यूट्रॉन का अवशोषण। प्राथमिक परिपथ में दाब बढ़ाने से प्रथम दोष समाप्त हो जाता है। पानी द्वारा थर्मल न्यूट्रॉन के अवशोषण की भरपाई समृद्ध यूरेनियम पर आधारित परमाणु ईंधन के उपयोग से होती है।
2. खारा पानी . भारी पानी अपने रासायनिक और थर्मोफिजिकल गुणों में साधारण पानी से बहुत कम भिन्न होता है। यह व्यावहारिक रूप से न्यूट्रॉन को अवशोषित नहीं करता है, जिससे भारी पानी मॉडरेटर के साथ रिएक्टरों में परमाणु ईंधन के रूप में प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करना संभव हो जाता है। भारी पानी का नुकसान इसकी उच्च लागत है।
3. सीसा . रिएक्टर ग्रेफाइट कृत्रिम रूप से पेट्रोलियम कोक और कोल टार के मिश्रण से प्राप्त किया जाता है। सबसे पहले, मिश्रण से ब्लॉकों को दबाया जाता है, और फिर इन ब्लॉकों को उच्च तापमान पर ऊष्मीय रूप से उपचारित किया जाता है। ग्रेफाइट का घनत्व 1.6-1.8 g/cm3 है। यह 3800-3900 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उच्चीकरण करता है। 400 °C तक हवा में गर्म किया गया ग्रेफाइट प्रज्वलित होता है। इसलिए, बिजली रिएक्टरों में, यह अक्रिय गैस (हीलियम, नाइट्रोजन) के वातावरण में निहित है।
4. फीरोज़ा . सबसे अच्छे रिटार्डर्स में से एक। इसमें एक उच्च गलनांक (1282 डिग्री सेल्सियस) और तापीय चालकता है, और कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, वायु और कुछ तरल धातुओं के साथ संगत है। हालांकि, हीलियम थ्रेशोल्ड प्रतिक्रिया में प्रकट होता है, इसलिए, तेज न्यूट्रॉन के साथ तीव्र विकिरण के तहत, बेरिलियम के अंदर गैस जमा हो जाती है, जिसके दबाव में बेरिलियम सूज जाता है। बेरिलियम का उपयोग भी इसकी उच्च लागत से सीमित है। इसके अलावा, बेरिलियम और इसके यौगिक अत्यधिक विषैले होते हैं। बेरिलियम का उपयोग अनुसंधान रिएक्टरों के मूल में परावर्तक और जल विस्थापनकर्ता बनाने के लिए किया जाता है।

एक धीमी न्यूट्रॉन रिएक्टर के भाग: कोर में यूरेनियम छड़ और न्यूट्रॉन मॉडरेटर (उदाहरण के लिए, पानी), एक परावर्तक (कोर के चारों ओर पदार्थ की एक परत) और कंक्रीट से बना एक सुरक्षात्मक खोल के रूप में परमाणु ईंधन होता है। प्रतिक्रिया को नियंत्रण छड़ द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो न्यूट्रॉन को प्रभावी ढंग से अवशोषित करते हैं। रिएक्टर शुरू करने के लिए, उन्हें धीरे-धीरे कोर से हटा दिया जाता है। इस प्रतिक्रिया के दौरान बने न्यूट्रॉन और नाभिक के टुकड़े, तेज गति से उड़ते हुए, पानी में गिरते हैं, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं के नाभिक से टकराते हैं, और उन्हें अपनी गतिज ऊर्जा का हिस्सा देते हैं। उसी समय, पानी गर्म हो जाता है, और कुछ समय बाद धीमे न्यूट्रॉन फिर से यूरेनियम की छड़ में गिर जाते हैं और परमाणु विखंडन में भाग लेते हैं। सक्रिय क्षेत्र पाइप के माध्यम से हीट एक्सचेंजर से जुड़ा होता है, जिससे पहला बंद सर्किट बनता है। पंप इसमें पानी का संचार प्रदान करते हैं। गर्म पानी हीट एक्सचेंजर से होकर गुजरता है, सेकेंडरी कॉइल में पानी गर्म करता है और उसे भाप में बदल देता है। इस प्रकार, कोर में पानी न केवल एक न्यूट्रॉन मॉडरेटर के रूप में कार्य करता है, बल्कि एक शीतलक के रूप में भी कार्य करता है जो गर्मी को दूर करता है। कुंडल में भाप ऊर्जा के बाद विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। भाप टरबाइन को घुमाती है, जो जनरेटर के रोटर को चलाती है। विद्युत प्रवाह. निकास भाप कंडेनसर में प्रवेश करती है और पानी में बदल जाती है। फिर पूरा चक्र दोहराया जाता है।

परमाणु इंजनजेट थ्रस्ट बनाने के लिए परमाणु विखंडन या संलयन की ऊर्जा का उपयोग करता है। पारंपरिक परमाणु इंजन समग्र रूप से परमाणु रिएक्टर और इंजन का ही एक डिज़ाइन है। काम कर रहे तरल पदार्थ (अक्सर - अमोनिया या हाइड्रोजन) को टैंक से रिएक्टर कोर में आपूर्ति की जाती है, जहां, परमाणु क्षय प्रतिक्रिया द्वारा गर्म किए गए चैनलों से गुजरते हुए, इसे उच्च तापमान तक गर्म किया जाता है और फिर नोजल के माध्यम से बाहर निकाल दिया जाता है, जिससे जेट जोर पैदा होता है। .

परमाणु शक्ति।

परमाणु शक्ति- ऊष्मा उत्पन्न करने और बिजली उत्पन्न करने के लिए परमाणु नाभिक की विखंडन प्रतिक्रिया के उपयोग पर आधारित प्रौद्योगिकी का एक क्षेत्र। फ्रांस, बेल्जियम, फिनलैंड, स्वीडन, बुल्गारिया और स्विटजरलैंड में परमाणु ऊर्जा क्षेत्र सबसे महत्वपूर्ण है, अर्थात। उन औद्योगिक देशों में जहां पर्याप्त प्राकृतिक ऊर्जा संसाधन नहीं हैं। ये देश अपनी बिजली का एक चौथाई हिस्सा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से पैदा करते हैं।

पहला यूरोपीय रिएक्टर 1946 में सोवियत संघ में इगोर वासिलीविच कुरचटोव के नेतृत्व में बनाया गया था। 1954 में, ओबनिंस्क में पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र चालू किया गया था। एनपीपी लाभ:

1. उपयोग किए जाने वाले ईंधन की कम मात्रा के कारण मुख्य लाभ ईंधन स्रोतों से व्यावहारिक स्वतंत्रता है। रूस में, यह यूरोपीय भाग में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि साइबेरिया से कोयले की डिलीवरी बहुत महंगी है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन थर्मल पावर प्लांट की तुलना में काफी सस्ता है। सच है, थर्मल पावर प्लांट का निर्माण परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण से सस्ता है।
2. परमाणु ऊर्जा संयंत्र का एक बड़ा लाभ इसकी सापेक्ष पर्यावरणीय स्वच्छता है। टीपीपी में, गैस के लिए हानिकारक पदार्थों का कुल वार्षिक उत्सर्जन लगभग 13,000 टन प्रति वर्ष और चूर्णित कोयला टीपीपी के लिए 165, 000 टन है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में ऐसा कोई उत्सर्जन नहीं होता है। थर्मल पावर प्लांट ईंधन ऑक्सीकरण के लिए प्रति वर्ष 8 मिलियन टन ऑक्सीजन की खपत करते हैं, जबकि परमाणु ऊर्जा संयंत्र ऑक्सीजन की खपत बिल्कुल नहीं करते हैं। इसके अलावा, एक कोयला संयंत्र रेडियोधर्मी पदार्थों की एक उच्च विशिष्ट रिहाई देता है। कोयले में हमेशा प्राकृतिक रेडियोधर्मी पदार्थ होते हैं, जब कोयले को जलाया जाता है, तो वे लगभग पूरी तरह से बाहरी वातावरण में प्रवेश कर जाते हैं। ताप विद्युत संयंत्रों के अधिकांश रेडियोन्यूक्लाइड लंबे समय तक जीवित रहते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से अधिकांश रेडियोन्यूक्लाइड जल्दी से क्षय हो जाते हैं, गैर-रेडियोधर्मी में बदल जाते हैं।
3. रूस सहित अधिकांश देशों के लिए, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में बिजली का उत्पादन चूर्णित कोयले की तुलना में अधिक महंगा नहीं है, और इससे भी अधिक, गैस-तेल थर्मल पावर प्लांट। उत्पादित बिजली की लागत में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का लाभ तथाकथित ऊर्जा संकट के दौरान विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है जो 1970 के दशक की शुरुआत में शुरू हुआ था। तेल की कीमतें गिरने से परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की प्रतिस्पर्धात्मकता स्वतः ही कम हो जाती है।

आधुनिक समय में परमाणु इंजनों का उपयोग।

के रूप में परमाणु भौतिकीपरमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने की संभावना अधिक से अधिक स्पष्ट रूप से उभरी है। इस दिशा में पहला व्यावहारिक कदम किसके द्वारा उठाया गया था? सोवियत संघजहां 1954 में एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाया गया था।

1959 में दुनिया का पहला परमाणु-संचालित जहाज, लेनिन आइसब्रेकर, यूएसएसआर के झंडे के नीचे परिचालन में लाया गया था, जिसने आर्कटिक की कठिन परिस्थितियों में व्यापारी जहाजों का सफलतापूर्वक मार्गदर्शन किया था।

पर पिछले साल 19वीं शताब्दी में, शक्तिशाली सोवियत परमाणु-संचालित आइसब्रेकर आर्कटिका और सिबिर ने आर्कटिक घड़ी में प्रवेश किया ...

परमाणु ऊर्जा ने पनडुब्बियों के लिए विशेष रूप से महान अवसर खोले हैं, जिससे दो सबसे अधिक को हल करना संभव हो गया है वास्तविक समस्याएं- पानी के नीचे की गति बढ़ाएं और बिना सतह के पानी के नीचे तैरने की अवधि बढ़ाएं। आखिरकार, सबसे उन्नत डीजल-इलेक्ट्रिक पनडुब्बियां पानी के नीचे 18-20 समुद्री मील से अधिक विकसित नहीं कर सकती हैं, और यहां तक ​​\u200b\u200bकि यह गति केवल लगभग एक घंटे तक बनी रहती है, जिसके बाद उन्हें बैटरी चार्ज करने के लिए सतह पर आने के लिए मजबूर किया जाता है।

ऐसी परिस्थितियों में, CPSU की केंद्रीय समिति और सोवियत सरकार के निर्देश पर, हमारे देश में कम से कम समय में एक परमाणु पनडुब्बी बेड़े का निर्माण किया गया था। सोवियत परमाणु ऊर्जा से चलने वाली पनडुब्बियों ने बार-बार बर्फ के नीचे आर्कटिक महासागर को पार किया, जो उत्तरी ध्रुव के क्षेत्र में सामने आई। CPSU की XXIII कांग्रेस की पूर्व संध्या पर, परमाणु पनडुब्बियों के एक समूह ने दुनिया की परिक्रमा की, बिना सतह के लगभग 22 हजार मील पानी के नीचे से गुजरते हुए ...

एक परमाणु पनडुब्बी और भाप से चलने वाली पनडुब्बी के बीच मुख्य अंतर एक रिएक्टर के साथ भाप बॉयलर का प्रतिस्थापन है जिसमें परमाणु ईंधन परमाणुओं के विखंडन की एक नियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया भाप में भाप का उत्पादन करने के लिए उपयोग की जाने वाली गर्मी की रिहाई के साथ की जाती है। जनरेटर।

पनडुब्बियों के लिए बनाया गया परमाणु संयंत्र वास्तविक दृष्टिकोणन केवल सतह के जहाजों के साथ गति पकड़ने के लिए, बल्कि उन्हें पार करने के लिए भी। जैसा कि हम जानते हैं, एक जलमग्न अवस्था में, एक पनडुब्बी को लहर प्रतिरोध का अनुभव नहीं होता है, जिस पर काबू पाने के लिए उच्च गति वाले सतह विस्थापन जहाज बिजली संयंत्र की अधिकांश शक्ति खर्च करते हैं।

विकिरण का जैविक प्रभाव।

विकिरण अपने स्वभाव से ही जीवन के लिए हानिकारक है। विकिरण की छोटी खुराक कैंसर या आनुवंशिक क्षति की ओर ले जाने वाली घटनाओं की एक अभी तक पूरी तरह से समझ में नहीं आने वाली श्रृंखला को "शुरू" कर सकती है। उच्च खुराक पर, विकिरण कोशिकाओं को नष्ट कर सकता है, अंग के ऊतकों को नुकसान पहुंचा सकता है और जीव की मृत्यु का कारण बन सकता है। विकिरण की उच्च खुराक से होने वाली क्षति आमतौर पर घंटों या दिनों के भीतर दिखाई देती है। हालांकि, कैंसर एक्सपोजर के कई साल बाद दिखाई देते हैं, आमतौर पर एक से दो दशकों से पहले नहीं। और जन्मजात विकृतियां और आनुवंशिक तंत्र को नुकसान के कारण होने वाली अन्य वंशानुगत बीमारियां, परिभाषा के अनुसार, केवल अगली या बाद की पीढ़ियों में दिखाई देती हैं: ये बच्चे, पोते और एक व्यक्ति के अधिक दूर के वंशज हैं जो विकिरण के संपर्क में हैं।

विकिरण के प्रकार, विकिरण की मात्रा और उसकी स्थितियों के आधार पर, विभिन्न प्रकारविकिरण की चोट। ये तीव्र विकिरण बीमारी (एआरएस) हैं - बाहरी जोखिम से, एआरएस - आंतरिक जोखिम से, पुरानी विकिरण बीमारी, अलग-अलग अंगों को मुख्य रूप से स्थानीय क्षति के साथ विभिन्न नैदानिक ​​रूप, जिन्हें तीव्र, सूक्ष्म या जीर्ण पाठ्यक्रम द्वारा विशेषता हो सकती है; ये दीर्घकालिक परिणाम हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण घातक ट्यूमर की घटना है; अपक्षयी और डिस्ट्रोफिक प्रक्रियाएं (मोतियाबिंद, बाँझपन, स्क्लेरोटिक परिवर्तन)। इसमें उजागर माता-पिता की संतानों में देखे गए आनुवंशिक परिणाम भी शामिल हैं। आयनकारी विकिरण जो उनके विकास का कारण बनते हैं, उनकी उच्च मर्मज्ञ क्षमता के कारण, शरीर में कहीं भी ऊतकों, कोशिकाओं, इंट्रासेल्युलर संरचनाओं, अणुओं और परमाणुओं को प्रभावित करते हैं।

जीवित प्राणी विकिरण के प्रभावों के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया करते हैं, और विकिरण प्रतिक्रियाओं का विकास काफी हद तक विकिरण की खुराक पर निर्भर करता है। इसलिए, इसके बीच अंतर करने की सलाह दी जाती है: 1) छोटी खुराक का प्रभाव, लगभग 10 रेड तक; 2) आमतौर पर उपयोग की जाने वाली मध्यम खुराक के संपर्क में चिकित्सीय उद्देश्य, जो उच्च खुराक के संपर्क में उनकी ऊपरी सीमा की सीमा है। विकिरण के संपर्क में आने पर, तुरंत होने वाली प्रतिक्रियाएं, प्रारंभिक प्रतिक्रियाएं, साथ ही देर से (दूरस्थ) अभिव्यक्तियां होती हैं। विकिरण का अंतिम परिणाम अक्सर खुराक दर पर निर्भर करता है, विभिन्न शर्तेंविकिरण और विशेष रूप से विकिरण की प्रकृति पर। यह चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए नैदानिक ​​अभ्यास में विकिरण के अनुप्रयोग के क्षेत्र पर भी लागू होता है।

लिंग और उम्र, शरीर की स्थिति, उसकी प्रतिरक्षा प्रणाली आदि के आधार पर विकिरण लोगों को अलग तरह से प्रभावित करता है, लेकिन यह शिशुओं, बच्चों और किशोरों पर विशेष रूप से मजबूत होता है।

कम खुराक के मानव जोखिम के सभी परिणामों में कैंसर सबसे गंभीर है। 100,000 जीवित बचे लोगों को कवर करने वाले व्यापक सर्वेक्षण परमाणु बमबारीहिरोशिमा और नागासाकी ने दिखाया है कि अब तक इस जनसंख्या समूह में अधिक मृत्यु का एकमात्र कारण कैंसर है।

निष्कर्ष।

शोध करने के बाद, हमने पाया कि परमाणु ईंधन और परमाणु इंजन मनुष्यों के लिए बहुत लाभ लाते हैं। उनके लिए धन्यवाद, एक व्यक्ति को गर्मी और ऊर्जा के सस्ते स्रोत मिले (एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक व्यक्ति के लिए कई दसियों या यहां तक ​​​​कि सैकड़ों पारंपरिक थर्मल पावर प्लांटों की जगह लेता है), बर्फ के माध्यम से उत्तरी ध्रुव तक पहुंचने और नीचे तक डूबने में सक्षम था। महासागर का। लेकिन यह सब तभी काम करता है जब इसे सही तरीके से लागू किया जाए, यानी। सही मात्रा में और केवल शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (चेरनोबिल, फुकुशिमा) और परमाणु बमों (हिरोशिमा और नागासाकी) के विस्फोटों के कई मामले सामने आए हैं।

लेकिन कोई भी रेडियोधर्मी कचरे के परिणामों से सुरक्षित नहीं है। बहुत से लोग विकिरण बीमारी और विकिरण के कारण होने वाले कैंसर से पीड़ित हैं। लेकिन हमें लगता है कि कुछ वर्षों में वैज्ञानिक स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचाए बिना रेडियोधर्मी कचरे के निपटान के तरीके खोजेंगे और इन सभी बीमारियों के इलाज का आविष्कार करेंगे।

ग्रंथ सूची।

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3. आर जी पेरेलमैन। "परमाणु इंजन"।
4. ई. रदरफोर्ड. चयनित वैज्ञानिक कार्य। परमाणु की संरचना और कृत्रिम परिवर्तन।
5. https://en.wikipedia.org

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और रचनात्मक (परमाणु ऊर्जा) और विनाशकारी (परमाणु बम) दोनों उद्देश्यों के लिए परमाणु ऊर्जा का उपयोग करने की क्षमता, शायद, पिछली बीसवीं शताब्दी के सबसे महत्वपूर्ण आविष्कारों में से एक बन गई है। खैर, उस सभी दुर्जेय बल के केंद्र में जो एक छोटे से परमाणु की आंत में दुबका हुआ है, परमाणु प्रतिक्रियाएं हैं।

परमाणु प्रतिक्रियाएं क्या हैं

भौतिकी में, परमाणु प्रतिक्रियाओं को एक परमाणु नाभिक के उसके समान या विभिन्न प्राथमिक कणों के साथ एक परमाणु नाभिक के संपर्क की प्रक्रिया के रूप में समझा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नाभिक की संरचना और संरचना में परिवर्तन होता है।

परमाणु प्रतिक्रियाओं का एक छोटा सा इतिहास

इतिहास में पहली परमाणु प्रतिक्रिया महान वैज्ञानिक रदरफोर्ड द्वारा 1919 में नाभिक के क्षय उत्पादों में प्रोटॉन का पता लगाने के प्रयोगों के दौरान की गई थी। वैज्ञानिक ने नाइट्रोजन परमाणुओं पर अल्फा कणों से बमबारी की, और जब कण टकराए, तो एक परमाणु प्रतिक्रिया हुई।

और इस तरह इस परमाणु प्रतिक्रिया का समीकरण दिखता था। रदरफोर्ड को परमाणु प्रतिक्रियाओं की खोज का श्रेय दिया जाता है।

इसके बाद कार्यान्वयन पर वैज्ञानिकों के कई प्रयोग किए गए विभिन्न प्रकार केपरमाणु प्रतिक्रियाएं, उदाहरण के लिए, न्यूट्रॉन द्वारा परमाणु नाभिक की बमबारी के कारण होने वाली परमाणु प्रतिक्रिया, जो कि उत्कृष्ट इतालवी भौतिक विज्ञानी ई। फर्मी द्वारा की गई थी, विज्ञान के लिए बहुत ही रोचक और महत्वपूर्ण थी। विशेष रूप से, फर्मी ने पाया कि परमाणु परिवर्तन न केवल तेज न्यूट्रॉन के कारण हो सकते हैं, बल्कि धीमी गति से भी हो सकते हैं, जो थर्मल वेग के साथ चलते हैं। वैसे, तापमान के संपर्क में आने से होने वाली परमाणु प्रतिक्रियाओं को थर्मोन्यूक्लियर कहा जाता है। न्यूट्रॉन के प्रभाव में परमाणु प्रतिक्रियाओं के लिए, उन्होंने बहुत जल्दी विज्ञान में अपना विकास प्राप्त किया, और इसके बारे में और क्या पढ़ें।

परमाणु प्रतिक्रिया के लिए विशिष्ट सूत्र।

भौतिकी में कौन सी परमाणु प्रतिक्रियाएं होती हैं

सामान्य तौर पर, वर्तमान में ज्ञात परमाणु प्रतिक्रियाओं में विभाजित किया जा सकता है:

• परमाणु विखंडन
• थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं

नीचे हम उनमें से प्रत्येक के बारे में विस्तार से लिखते हैं।

परमाणु नाभिक का विखंडन

परमाणु नाभिक की विखंडन प्रतिक्रिया में एक परमाणु के वास्तविक नाभिक का दो भागों में विघटन शामिल होता है। 1939 में, जर्मन वैज्ञानिकों ओ. हैन और एफ. स्ट्रैसमैन ने परमाणु विखंडन की खोज की, अपने वैज्ञानिक पूर्ववर्तियों के शोध को जारी रखते हुए, उन्होंने पाया कि जब यूरेनियम पर न्यूट्रॉन की बमबारी की जाती है, तो मेंडेलीव की आवर्त सारणी के मध्य भाग के तत्व उत्पन्न होते हैं, अर्थात् रेडियोधर्मी समस्थानिक बेरियम, क्रिप्टन और कुछ अन्य तत्व। दुर्भाग्य से, इस ज्ञान का उपयोग शुरू में भयानक, विनाशकारी उद्देश्यों के लिए किया गया था, क्योंकि दूसरा विश्व युद्धऔर जर्मन, और दूसरी ओर, अमेरिकी और सोवियत वैज्ञानिक परमाणु हथियार (यूरेनियम की परमाणु प्रतिक्रिया के आधार पर) विकसित करने के लिए दौड़ रहे थे, जो हिरोशिमा और नागासाकी के जापानी शहरों पर कुख्यात "परमाणु मशरूम" में समाप्त हो गया।

लेकिन वापस भौतिकी में, यूरेनियम की नाभिकीय प्रतिक्रिया के दौरान इसके नाभिक के विभाजन के दौरान उतनी ही विशाल ऊर्जा होती है जिसे विज्ञान अपनी सेवा में लगाने में सक्षम होता है। ऐसी परमाणु प्रतिक्रिया कैसे होती है? जैसा कि हमने ऊपर लिखा है, यह न्यूट्रॉन द्वारा यूरेनियम परमाणु नाभिक की बमबारी के कारण होता है, जिससे नाभिक विभाजित होता है, और 200 MeV के क्रम की एक विशाल गतिज ऊर्जा उत्पन्न होती है। लेकिन सबसे दिलचस्प बात यह है कि न्यूट्रॉन के साथ टकराव से यूरेनियम नाभिक की परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया के उत्पाद के रूप में, कई मुक्त नए न्यूट्रॉन होते हैं, जो बदले में, नए नाभिक से टकराते हैं, उन्हें विभाजित करते हैं, और इसी तरह। नतीजतन, और भी अधिक न्यूट्रॉन होते हैं और इससे भी अधिक यूरेनियम नाभिक उनके साथ टकराव से विभाजित होते हैं - एक वास्तविक परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है।

यह आरेख पर कैसा दिखता है।

इस मामले में, न्यूट्रॉन गुणन कारक एकता से अधिक होना चाहिए, इस तरह की परमाणु प्रतिक्रिया के लिए यह एक आवश्यक शर्त है। दूसरे शब्दों में, नाभिक के क्षय के बाद बनने वाली प्रत्येक बाद की पीढ़ी में, पिछले एक की तुलना में उनमें से अधिक होना चाहिए।

यह ध्यान देने योग्य है कि, इसी तरह के सिद्धांत के अनुसार, बमबारी के दौरान परमाणु प्रतिक्रियाएं कुछ अन्य तत्वों के परमाणुओं के नाभिक के विखंडन के दौरान भी हो सकती हैं, इस बारीकियों के साथ कि विभिन्न प्रकार के प्राथमिक कणों द्वारा नाभिक पर बमबारी की जा सकती है, और ऐसी परमाणु प्रतिक्रियाओं के उत्पाद अलग-अलग होंगे ताकि उनका अधिक विस्तार से वर्णन किया जा सके, हमें एक संपूर्ण वैज्ञानिक मोनोग्राफ की आवश्यकता है

थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं

थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं संलयन प्रतिक्रियाओं पर आधारित होती हैं, अर्थात, प्रक्रिया विखंडन के विपरीत होती है, परमाणुओं के नाभिक भागों में विभाजित नहीं होते हैं, बल्कि एक दूसरे के साथ विलीन हो जाते हैं। इससे काफी ऊर्जा भी निकलती है।

थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं, जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है (थर्मो - तापमान) केवल बहुत उच्च तापमान पर हो सकती है। आखिरकार, परमाणुओं के दो नाभिकों के विलय के लिए, उन्हें एक-दूसरे से बहुत करीब की दूरी पर पहुंचना चाहिए, जबकि उनके सकारात्मक आवेशों के विद्युत प्रतिकर्षण पर काबू पाना संभव है, यह तब संभव है जब एक बड़ी गतिज ऊर्जा हो, जो बदले में, उच्च तापमान पर संभव है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हाइड्रोजन की थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं नहीं होती हैं, हालांकि, न केवल उस पर, बल्कि अन्य सितारों पर भी, कोई यह भी कह सकता है कि यह ठीक यही है जो किसी भी तारे की उनकी प्रकृति के आधार पर है।

परमाणु प्रतिक्रिया वीडियो

और अंत में, हमारे लेख, परमाणु प्रतिक्रियाओं के विषय पर एक शैक्षिक वीडियो।

उन्हें 2 वर्गों में विभाजित किया गया है: परमाणु कणों और परमाणु विखंडन की कार्रवाई के तहत थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं और प्रतिक्रियाएं। पूर्व को उनके कार्यान्वयन के लिए ~ कई मिलियन डिग्री के तापमान की आवश्यकता होती है और केवल सितारों के अंदरूनी हिस्सों में या एच-बम के विस्फोट के दौरान होती है। उत्तरार्द्ध वायुमंडल और स्थलमंडल में ब्रह्मांडीय विकिरण के कारण और पृथ्वी के ऊपरी गोले में परमाणु-सक्रिय कणों के कारण होता है। पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाले तेज ब्रह्मांडीय कण (औसत ऊर्जा ~ 2 10 9 eV), अक्सर वायुमंडलीय परमाणुओं (N, O) को हल्के परमाणु टुकड़ों में पूर्ण रूप से विभाजित करने का कारण बनते हैं, जिसमें शामिल हैं न्यूट्रॉनउत्तरार्द्ध की गठन दर 2.6 न्यूट्रॉन (सेमी -2 सेकंड -1) तक पहुंच जाती है। न्यूट्रॉन मुख्य रूप से वायुमंडलीय एन के साथ बातचीत करते हैं, जिससे रेडियोधर्मी का निरंतर उत्पादन होता है आइसोटोपकार्बन सी 14 (टी 1/2 = 5568 वर्ष) और ट्रिटियम एच 3 (टी 1/2 = 12.26 वर्ष) निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के अनुसार एन 14 + पी\u003d सी 14 + एच 1; एन 14+ एन\u003d सी 12 + एच 3। पृथ्वी के वायुमंडल में रेडियोकार्बन का वार्षिक निर्माण लगभग 10 किग्रा है। वातावरण में रेडियोधर्मी बी 7 और सीएल 39 का गठन भी नोट किया गया था। स्थलमंडल में नाभिकीय अभिक्रियाएँ मुख्यतः दीर्घजीवी रेडियोधर्मी तत्वों (मुख्यतः U और Th) के क्षय से उत्पन्न होने वाले α-कणों और न्यूट्रॉनों के कारण होती हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ली युक्त कुछ एमएल में हे 3 का संचय (देखें। भूविज्ञान में हीलियम समस्थानिक),प्रतिक्रियाओं के अनुसार euxenite, monazite, और अन्य m-lahs में नियॉन के अलग-अलग समस्थानिकों का निर्माण: O 18 + He 4 \u003d Ne 21 + पी; Fe 19 + वह \u003d ना 22 + पी;ना 22 → ने 22। प्रतिक्रियाओं के अनुसार रेडियोधर्मी पदार्थों में आर्गन समस्थानिकों का निर्माण: Cl 35 + नहीं = एआर 38 + एन; सीएल 35 + वह \u003d के 38 + एच 1; कश्मीर 38 → एआर 38। यूरेनियम के सहज और न्यूट्रॉन-प्रेरित विखंडन के दौरान, क्रिप्टन और क्सीनन के भारी समस्थानिकों का निर्माण देखा जाता है (क्सीनन पूर्ण आयु निर्धारण विधि देखें)।लिथोस्फीयर के एम-लाख में, परमाणु नाभिक के कृत्रिम विखंडन से एम-ला के द्रव्यमान के 10 -9 -10 -12% की मात्रा में कुछ समस्थानिकों का संचय होता है।

• - परमाणु नाभिकों के साथ उनकी बातचीत के कारण परिवर्तन प्राथमिक कणया एक दूसरे के साथ...
• - न्यूट्रॉन द्वारा भारी नाभिक के विखंडन की शाखित श्रृंखला प्रतिक्रियाएं, जिसके परिणामस्वरूप न्यूट्रॉन की संख्या में तेजी से वृद्धि होती है और एक आत्मनिर्भर विखंडन प्रक्रिया हो सकती है ...

  आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की शुरुआत

• - गोला-बारूद, जिसका हानिकारक प्रभाव परमाणु विस्फोट की ऊर्जा के उपयोग पर आधारित है। इनमें मिसाइलों और टॉरपीडो के परमाणु हथियार, परमाणु बम, तोपखाने के गोले, गहराई के आरोप, खदानें शामिल हैं ...

  सैन्य शब्दों का शब्दकोश

• कानूनी शर्तों की शब्दावली

• - ....

  अर्थशास्त्र और कानून का विश्वकोश शब्दकोश

• - 20 अक्टूबर, 1995 के संघीय कानून "परमाणु ऊर्जा के उपयोग पर" की परिभाषा के अनुसार, "विखंडनीय परमाणु पदार्थों से युक्त या पुन: उत्पन्न करने में सक्षम सामग्री" ...

  बिग लॉ डिक्शनरी

• - खर्राटे, छोटे परमाणु आरएनए छोटे आकार काविषम परमाणु आरएनए के साथ जुड़ा हुआ है , नाभिक के छोटे राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कणिकाओं का हिस्सा हैं ...
• - छोटे परमाणु देखें...

  आणविक जीव विज्ञान और आनुवंशिकी। शब्दकोष

• - परमाणु प्रतिक्रियाएं, जिसमें घटना कण ऊर्जा को पूरे लक्ष्य नाभिक में नहीं, बल्कि एक अलग में स्थानांतरित करता है। इस नाभिक में न्यूक्लियॉन या न्यूक्लियॉन का समूह। पी आई में आर। कोई यौगिक नाभिक नहीं बनता है।

  प्राकृतिक विज्ञान। विश्वकोश शब्दकोश

• - परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में होने वाली दुर्घटनाएँ। परमाणु दुर्घटना के दौरान पर्यावरण का रेडियोधर्मी संदूषण तेजी से बढ़ता है ...

  पारिस्थितिक शब्दकोश

• - अन्य नाभिकों, प्राथमिक कणों या गामा क्वांटा से टकराने पर नाभिक के परमाणुओं का परिवर्तन। जब हल्के नाभिकों से भारी नाभिकों की बमबारी की जाती है, तो सभी ट्रांसयूरेनियम तत्व प्राप्त होते हैं...

  धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

• - परमाणु प्रक्रियाएं जिसमें परमाणु नाभिक में पेश की गई ऊर्जा मुख्य रूप से एक या एक छोटे समूह के नाभिक में स्थानांतरित होती है ...

  महान सोवियत विश्वकोश

• - प्रत्यक्ष परमाणु प्रतिक्रियाएं - परमाणु प्रतिक्रियाएं जिसमें आपतित कण ऊर्जा को पूरे लक्ष्य नाभिक में नहीं, बल्कि इस नाभिक में एक व्यक्तिगत न्यूक्लियॉन या न्यूक्लियॉन के समूह में स्थानांतरित करता है। प्रत्यक्ष नाभिकीय अभिक्रिया में कोई यौगिक नहीं बनता...
• - देखें न्यूक्लियर चेन रिएक्शन...

  बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

• - प्राथमिक कणों के साथ बातचीत करते समय परमाणु नाभिक के परिवर्तन की प्रतिक्रियाएं, -क्वांटा या एक दूसरे के साथ। पहली बार 1919 में अर्नेस्ट रदरफोर्ड द्वारा अध्ययन...

  बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

• - परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रियाएँ - परमाणु नाभिक के विखंडन की आत्मनिर्भर प्रतिक्रियाएँ न्यूट्रॉन की क्रिया के तहत उन परिस्थितियों में होती हैं जब प्रत्येक विखंडन घटना कम से कम 1 न्यूट्रॉन के उत्सर्जन के साथ होती है, जो रखरखाव सुनिश्चित करती है ...

  बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

किताबों में "प्रकृति में परमाणु प्रतिक्रियाएं"

परमाणु यूरोमिसाइल

पुस्तक से विशुद्ध रूप से गोपनीय [छह अमेरिकी राष्ट्रपतियों के तहत वाशिंगटन के राजदूत (1962-1986)] लेखक डोब्रिनिन अनातोली फेडोरोविच

अध्याय 6 प्रकृति की पूजा। प्रकृति के बारे में मिथक

आर्मेनिया के मिथकों की किताब से लेखक अनानिक्यन मार्टिरोस ए

अध्याय 6 प्रकृति की पूजा। प्रकृति के बारे में मिथक

परमाणु रॉबिन्सन

बम किताब से। परमाणु अंडरवर्ल्ड के रहस्य और जुनून लेखक पेस्टोव स्टानिस्लाव वासिलिविच

परमाणु रॉबिन्सन 50 के दशक के उत्तरार्ध में, ख्रुश्चेव सैन्य इंजीनियरों द्वारा प्रस्तावित एक परियोजना में बहुत रुचि रखते थे। इसका सार संयुक्त राज्य अमेरिका के अटलांटिक तट से कृत्रिम द्वीप बनाना था। ऐसा सोचा गया था: चोरों की एक अंधेरी रात में, शक्तिशाली सूखे मालवाहक जहाज अपना रास्ता बनाते हैं

परमाणु महत्वाकांक्षा

वेक अप किताब से! जीवित रहें और आने वाली आर्थिक अराजकता में पनपे लेखक चलाबी एलो

परमाणु महत्वाकांक्षाएं 2003 की दूसरी छमाही में, दुनिया को पता चला कि ईरान का यूरेनियम संवर्धन कार्यक्रम पहले की तुलना में अधिक उन्नत था, और यह कि कुछ वर्षों में ईरान परमाणु हथियार बन जाएगा। आइए अमेरिकी के शब्दों को उद्धृत करें आधिकारिक, शामिल

परमाणु बिक्री

पूरी क्षमता से इन्फोबिजनेस पुस्तक से [बिक्री को दोगुना करना] लेखक Parabellum एंड्री अलेक्सेविच

परमाणु बिक्री जापान वर्तमान में एक दिलचस्प मॉडल का परीक्षण कर रहा है। ग्राहक अनुसंधान करने वाली एक कंपनी ने विभिन्न फर्मों के साथ बहुत से अनुबंधों पर हस्ताक्षर किए हैं जिनकी आवश्यकता है प्रतिपुष्टिसे उनकी लक्षित श्रोता. उन्होंने मुफ्त चीजों के लिए एक दुकान खोली -

"परमाणु सूटकेस"

अज्ञात, अस्वीकृत या छिपी हुई पुस्तक से लेखक त्सरेवा इरिना बोरिसोव्ना

"परमाणु सूटकेस" यह प्रसिद्ध "समझौता सबूत के साथ सूटकेस" की तुलना में ठंडा है! तथाकथित "परमाणु सूटकेस" के चारों ओर एक अविवाहित, लंबे समय तक चलने वाला घोटाला सामने आया। यह सब सुरक्षा के पूर्व सचिव द्वारा दिए गए एक सनसनीखेज बयान के साथ शुरू हुआ रूसी संघ की परिषद।

प्रकृति, कानून और कानूनों की प्रकृति पर

क्लियर वर्ड्स पुस्तक से लेखक ओज़ोर्निन प्रोखोर

प्रकृति, कानून और कानूनों की प्रकृति पर कल जो बेतुका था वह आज प्रकृति का नियम बन गया है। कानून बदलते हैं - प्रकृति वही रहती है

परमाणु प्रतिक्रिया और विद्युत आवेश

न्यूट्रिनो पुस्तक से - परमाणु का भूतिया कण लेखक असिमोव इसाक

परमाणु प्रतिक्रियाएं और विद्युत आवेश जब भौतिकविदों ने 1990 के दशक में परमाणु की संरचना को अधिक स्पष्ट रूप से समझना शुरू किया, तो उन्होंने पाया कि इसके कम से कम कुछ हिस्सों में विद्युत आवेश होता है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन जो परमाणु के बाहरी क्षेत्रों को भरते हैं

परमाणु प्रतिक्रियाएं

किताब से परमाणु ऊर्जासैन्य उद्देश्यों के लिए लेखक स्मिथ हेनरी डेवॉल्फ

परमाणु प्रतिक्रिया परमाणु बमबारी के तरीके 1.40। कॉकक्रॉफ्ट और वाल्टन ने हाइड्रोजन गैस को आयनित करके पर्याप्त रूप से उच्च ऊर्जा के प्रोटॉन का उत्पादन किया और फिर एक ट्रांसफॉर्मर और एक रेक्टिफायर के साथ एक उच्च वोल्टेज संयंत्र में आयनों को तेज किया। एक समान विधि कर सकते हैं

परमाणु दुर्घटनाएं

किताब से आपातकालीनसोवियत बेड़े में लेखक चर्काशिन निकोलाई एंड्रीविच परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रियाएं लेखक की पुस्तक ग्रेट सोवियत इनसाइक्लोपीडिया (YD) से टीएसबी

3.13 परमाणु प्रतिक्रिया और द्रव्यमान दोष

रिट्ज बैलिस्टिक थ्योरी एंड द पिक्चर ऑफ द यूनिवर्स पुस्तक से लेखक सेमीकोव सर्गेई अलेक्जेंड्रोविच

3.13 नाभिकीय अभिक्रियाएं और द्रव्यमान दोष प्रकृति में होने वाले सभी परिवर्तन ऐसी अवस्थाएं हैं कि एक शरीर से जितना लिया जाएगा, उतना दूसरे में जोड़ा जाएगा। तो, अगर कोई पदार्थ कहीं कम होता है, तो यह दूसरी जगह गुणा करेगा ... यह सार्वभौमिक प्राकृतिक

योजना:

परिचय

• 1 समग्र कोर
  • 1.1 उत्तेजना ऊर्जा
  • 1.2 प्रतिक्रिया चैनल
• 2 परमाणु प्रतिक्रिया क्रॉस सेक्शन
  • 2.1 प्रतिक्रिया उपज
• 3 प्रत्यक्ष परमाणु प्रतिक्रियाएं
• 4 परमाणु प्रतिक्रियाओं में संरक्षण कानून
  • 4.1 ऊर्जा संरक्षण का नियम
  • 4.2 संवेग के संरक्षण का नियम
  • 4.3 कोणीय संवेग के संरक्षण का नियम
  • 4.4 अन्य संरक्षण कानून
• 5 परमाणु प्रतिक्रियाओं के प्रकार
  • 5.1 परमाणु विखंडन
  • 5.2 थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन
  • 5.3 फोटोन्यूक्लियर रिएक्शन
  • 5.4 अन्य
• 6 परमाणु प्रतिक्रियाओं की रिकॉर्डिंग
टिप्पणियाँ

परिचय

ड्यूटेरियम 6 ली (डी, α) α . के साथ लिथियम -6 की परमाणु प्रतिक्रिया

परमाणु प्रतिक्रिया- नाभिक या कणों के टकराव के दौरान नए नाभिक या कणों के बनने की प्रक्रिया। पहली बार, रदरफोर्ड ने 1919 में एक परमाणु प्रतिक्रिया देखी, नाइट्रोजन परमाणुओं के नाभिक पर α-कणों के साथ बमबारी की, यह द्वितीयक आयनकारी कणों की उपस्थिति से दर्ज किया गया, जिनकी गैस में α-कणों की सीमा से अधिक की सीमा होती है और प्रोटॉन के रूप में पहचाना जाता है। इसके बाद, इस प्रक्रिया की तस्वीरें एक क्लाउड चैंबर का उपयोग करके प्राप्त की गईं।

बातचीत के तंत्र के अनुसार, परमाणु प्रतिक्रियाओं को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

• एक यौगिक नाभिक के निर्माण के साथ प्रतिक्रियाएं, यह एक दो-चरण की प्रक्रिया है जो टकराने वाले कणों की बहुत अधिक गतिज ऊर्जा (लगभग 10 MeV तक) पर नहीं होती है।
• प्रत्यक्ष परमाणु प्रतिक्रियाएं परमाणु समयकण के नाभिक को पार करने के लिए आवश्यक है। यह तंत्र मुख्य रूप से बमबारी करने वाले कणों की बहुत अधिक ऊर्जा पर प्रकट होता है।

यदि, टकराव के बाद, मूल नाभिक और कणों को संरक्षित किया जाता है और कोई नया पैदा नहीं होता है, तो प्रतिक्रिया परमाणु बलों के क्षेत्र में लोचदार बिखरने वाली होती है, केवल गतिज ऊर्जा और कण और लक्ष्य की गति के पुनर्वितरण के साथ होती है। नाभिक, और कहा जाता है संभावित प्रकीर्णन .

1. यौगिक नाभिक

एक यौगिक नाभिक के निर्माण के साथ प्रतिक्रिया तंत्र का सिद्धांत 1936 में नील्स बोहर द्वारा नाभिक के ड्रॉप मॉडल के सिद्धांत के साथ विकसित किया गया था और परमाणु प्रतिक्रियाओं के एक बड़े हिस्से के बारे में आधुनिक विचारों को रेखांकित करता है।

इस सिद्धांत के अनुसार, परमाणु प्रतिक्रिया दो चरणों में होती है। शुरुआत में, प्रारंभिक कण के लिए एक मध्यवर्ती (समग्र) नाभिक बनाते हैं परमाणु समय, यानी, कण को ​​​​नाभिक को पार करने के लिए आवश्यक समय, लगभग 10 −23 - 10 −21 s के बराबर। इस मामले में, यौगिक नाभिक हमेशा उत्तेजित अवस्था में बनता है, क्योंकि इसमें कण द्वारा नाभिक में लाई गई अतिरिक्त ऊर्जा यौगिक नाभिक में न्यूक्लियॉन की बाध्यकारी ऊर्जा और इसकी गतिज ऊर्जा के हिस्से के रूप में होती है, जो कि है के साथ लक्ष्य नाभिक की गतिज ऊर्जा के योग के बराबर जन अंकऔर जड़ता प्रणाली के केंद्र में कण।

1.1. उत्तेजना ऊर्जा

एक मुक्त न्यूक्लियॉन के अवशोषण द्वारा गठित एक यौगिक नाभिक की उत्तेजना ऊर्जा न्यूक्लियॉन की बाध्यकारी ऊर्जा और इसकी गतिज ऊर्जा के हिस्से के योग के बराबर होती है:

अक्सर, नाभिक और नाभिक के द्रव्यमान में बड़े अंतर के कारण, यह नाभिक पर बमबारी करने वाले न्यूक्लियॉन की गतिज ऊर्जा के लगभग बराबर होता है।

औसतन, बाध्यकारी ऊर्जा 8 MeV है, जो परिणामी यौगिक नाभिक की विशेषताओं के आधार पर भिन्न होती है, हालांकि, दिए गए लक्ष्य नाभिक और नाभिक के लिए, यह मान एक स्थिर है। बमबारी करने वाले कण की गतिज ऊर्जा कुछ भी हो सकती है, उदाहरण के लिए, जब परमाणु प्रतिक्रियाएं न्यूट्रॉन द्वारा उत्तेजित होती हैं, जिसकी क्षमता में कूलम्ब बाधा नहीं होती है, तो मान शून्य के करीब हो सकता है। इस प्रकार, बाध्यकारी ऊर्जा यौगिक नाभिक की न्यूनतम उत्तेजना ऊर्जा है।

1.2. प्रतिक्रिया चैनल

अप्रकाशित अवस्था में संक्रमण विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है, जिसे कहा जाता है प्रतिक्रिया चैनल. प्रतिक्रिया की शुरुआत से पहले घटना कणों और नाभिक के प्रकार और क्वांटम स्थिति निर्धारित करते हैं इनपुट चैनलप्रतिक्रियाएं। प्रतिक्रिया के पूरा होने के बाद, गठित . का सेट प्रतिक्रिया उत्पादऔर उनके क्वांटम राज्य निर्धारित करते हैं आउटपुट चैनलप्रतिक्रियाएं। प्रतिक्रिया पूरी तरह से इनपुट और आउटपुट चैनलों की विशेषता है।

प्रतिक्रिया चैनल यौगिक नाभिक के गठन की विधि पर निर्भर नहीं करते हैं, जिसे यौगिक नाभिक के लंबे जीवनकाल द्वारा समझाया जा सकता है, ऐसा लगता है कि यह "भूल" गया था कि यह कैसे बनाया गया था, इसलिए यौगिक नाभिक का गठन और क्षय हो सकता है स्वतंत्र घटनाओं के रूप में माना जा सकता है। उदाहरण के लिए, यह निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं में से एक में उत्तेजित अवस्था में एक यौगिक नाभिक के रूप में बन सकता है:

इसके बाद, उसी उत्तेजना ऊर्जा की स्थिति के तहत, यह यौगिक नाभिक इस नाभिक की उत्पत्ति के इतिहास से स्वतंत्र, एक निश्चित संभावना के साथ इनमें से किसी भी प्रतिक्रिया के विपरीत तरीके से क्षय हो सकता है। यौगिक नाभिक के बनने की प्रायिकता ऊर्जा और लक्ष्य नाभिक के प्रकार पर निर्भर करती है।

2. परमाणु प्रतिक्रिया क्रॉस सेक्शन

प्रतिक्रिया की संभावना प्रतिक्रिया के तथाकथित परमाणु क्रॉस सेक्शन द्वारा निर्धारित की जाती है। प्रयोगशाला संदर्भ फ्रेम में (जहां लक्ष्य नाभिक आराम पर है), प्रति इकाई समय में बातचीत की संभावना क्रॉस सेक्शन के उत्पाद (क्षेत्र की इकाइयों में व्यक्त) और घटना कणों के प्रवाह (संख्या में व्यक्त) के बराबर है प्रति इकाई समय में एक इकाई क्षेत्र को पार करने वाले कण)। यदि एक इनपुट चैनल के लिए कई आउटपुट चैनल लागू किए जा सकते हैं, तो प्रतिक्रिया आउटपुट चैनलों की संभावनाओं का अनुपात उनके क्रॉस सेक्शन के अनुपात के बराबर होता है। परमाणु भौतिकी में, प्रतिक्रिया क्रॉस सेक्शन आमतौर पर विशेष इकाइयों में व्यक्त किए जाते हैं - बार्न, 10 -24 सेमी² के बराबर।

2.1. प्रतिक्रिया उपज

लक्ष्य पर बमबारी करने वाले कणों की संख्या से संबंधित प्रतिक्रिया के मामलों की संख्या को कहा जाता है परमाणु प्रतिक्रिया. यह मान प्रयोगात्मक रूप से मात्रात्मक माप में निर्धारित किया जाता है। चूंकि उपज सीधे प्रतिक्रिया क्रॉस सेक्शन से संबंधित है, इसलिए उपज का माप अनिवार्य रूप से प्रतिक्रिया क्रॉस सेक्शन का माप है।

3. प्रत्यक्ष परमाणु प्रतिक्रियाएं

प्रत्यक्ष संपर्क के तंत्र के माध्यम से परमाणु प्रतिक्रियाओं का कोर्स भी संभव है, मुख्य रूप से ऐसा तंत्र बमबारी कणों की बहुत उच्च ऊर्जा पर प्रकट होता है, जब नाभिक के न्यूक्लियंस को मुक्त माना जा सकता है। प्रत्यक्ष प्रतिक्रियाएं यौगिक नाभिक तंत्र से मुख्य रूप से बमबारी कणों की गति के संबंध में उत्पाद कणों के गति वैक्टर के वितरण में भिन्न होती हैं। यौगिक नाभिक के तंत्र की गोलाकार समरूपता के विपरीत, प्रत्यक्ष संपर्क को घटना कणों की गति की दिशा के सापेक्ष प्रतिक्रिया उत्पादों की उड़ान की प्रमुख दिशा की विशेषता है। इन मामलों में उत्पाद कणों का ऊर्जा वितरण भी भिन्न होता है। प्रत्यक्ष संपर्क उच्च-ऊर्जा कणों की अधिकता की विशेषता है। जटिल कणों (अर्थात अन्य नाभिक) के नाभिक के साथ टकराव में, नाभिक से नाभिक में न्यूक्लियंस के स्थानांतरण या न्यूक्लियंस के आदान-प्रदान की प्रक्रियाएं संभव हैं। इस तरह की प्रतिक्रियाएं एक यौगिक नाभिक के गठन के बिना होती हैं और प्रत्यक्ष संपर्क की सभी विशेषताएं उनमें निहित हैं।

4. परमाणु प्रतिक्रियाओं में संरक्षण कानून

परमाणु प्रतिक्रियाओं में, शास्त्रीय भौतिकी के संरक्षण के सभी नियम पूरे होते हैं। ये कानून परमाणु प्रतिक्रिया की संभावना पर प्रतिबंध लगाते हैं। यहां तक ​​​​कि एक ऊर्जावान रूप से अनुकूल प्रक्रिया हमेशा असंभव हो जाती है अगर इसके साथ कुछ संरक्षण कानून का उल्लंघन होता है। इसके अलावा, माइक्रोवर्ल्ड के लिए विशिष्ट संरक्षण कानून हैं; उनमें से कुछ हमेशा पूरे होते हैं, जहाँ तक यह ज्ञात है (बैरियन संख्या, लेप्टन संख्या के संरक्षण का नियम); अन्य संरक्षण कानून (आइसोस्पिन, समता, विचित्रता) केवल कुछ प्रतिक्रियाओं को दबाते हैं, क्योंकि वे कुछ मौलिक बातचीत के लिए संतुष्ट नहीं हैं। संरक्षण कानूनों के परिणाम तथाकथित चयन नियम हैं, जो कुछ प्रतिक्रियाओं की संभावना या निषेध का संकेत देते हैं।

4.1. ऊर्जा संरक्षण का नियम

यदि , , , प्रतिक्रिया के पहले और बाद में दो कणों की कुल ऊर्जा है, तो ऊर्जा के संरक्षण के नियम के आधार पर:

जब दो से अधिक कण बनते हैं, तो इस व्यंजक के दायीं ओर पदों की संख्या क्रमशः बड़ी होनी चाहिए। किसी कण की कुल ऊर्जा उसकी विराम ऊर्जा के बराबर होती है एम सी 2 और गतिज ऊर्जा इ, इसीलिए:

प्रतिक्रिया के "आउटपुट" और "इनपुट" पर कणों की कुल गतिज ऊर्जा के बीच का अंतर क्यू = (इ 3 + इ 4) − (इ 1 + इ 2) बुलाया प्रतिक्रिया ऊर्जा(या प्रतिक्रिया की ऊर्जा उपज) यह शर्त को पूरा करता है:

गुणक 1/ सीऊर्जा संतुलन की गणना करते समय आमतौर पर 2 को छोड़ दिया जाता है, ऊर्जा इकाइयों (या कभी-कभी द्रव्यमान इकाइयों में ऊर्जा) में कणों के द्रव्यमान को व्यक्त करते हुए।

यदि एक क्यू> 0, तब प्रतिक्रिया मुक्त ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है और इसे कहा जाता है बहिर्जात , अगर क्यू < 0, то реакция сопровождается поглощением свободной энергии и называется एंडोएनर्जेटिक .

यह देखना आसान है कि क्यू> 0 जब उत्पाद कणों के द्रव्यमान का योग प्रारंभिक कणों के द्रव्यमान के योग से कम होता है, अर्थात मुक्त ऊर्जा का विमोचन केवल प्रतिक्रियाशील कणों के द्रव्यमान को कम करके ही संभव है। और इसके विपरीत, यदि द्वितीयक कणों के द्रव्यमान का योग प्रारंभिक कणों के द्रव्यमान के योग से अधिक हो जाता है, तो ऐसी प्रतिक्रिया तभी संभव है जब गतिज ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा शेष ऊर्जा को बढ़ाने के लिए खर्च की जाती है, अर्थात, नए कणों का द्रव्यमान। किसी आपतित कण की गतिज ऊर्जा का वह न्यूनतम मान जिस पर एंडोएनर्जेटिक प्रतिक्रिया संभव हो, कहलाती है दहलीज प्रतिक्रिया ऊर्जा. एंडोएनर्जेटिक प्रतिक्रियाओं को भी कहा जाता है दहलीज प्रतिक्रियाएं, क्योंकि वे दहलीज के नीचे कण ऊर्जा पर नहीं होते हैं।

4.2. संवेग के संरक्षण का नियम

प्रतिक्रिया से पहले कणों का कुल संवेग कण-प्रतिक्रिया उत्पादों के कुल संवेग के बराबर होता है। यदि , , , प्रतिक्रिया के पहले और बाद में दो कणों के संवेग सदिश हैं, तो

प्रत्येक वैक्टर को स्वतंत्र रूप से प्रयोगात्मक रूप से मापा जा सकता है, उदाहरण के लिए एक चुंबकीय स्पेक्ट्रोमीटर के साथ। प्रायोगिक आंकड़ों से संकेत मिलता है कि संवेग के संरक्षण का नियम परमाणु प्रतिक्रियाओं और सूक्ष्म कणों के बिखरने की प्रक्रिया दोनों में मान्य है।

4.3. कोणीय संवेग के संरक्षण का नियम

नाभिकीय अभिक्रियाओं में कोणीय संवेग भी संरक्षित रहता है। माइक्रोपार्टिकल्स की टक्कर के परिणामस्वरूप, केवल ऐसे यौगिक नाभिक बनते हैं, जिसका कोणीय संवेग कणों के आंतरिक यांत्रिक क्षणों (स्पिन) और क्षण को जोड़कर प्राप्त क्षण के संभावित मूल्यों में से एक के बराबर होता है। उनकी सापेक्ष गति (कक्षीय क्षण)। एक यौगिक नाभिक के क्षय चैनल भी केवल ऐसे हो सकते हैं कि कुल कोणीय गति (स्पिन और कक्षीय क्षणों का योग) संरक्षित हो।

4.4. अन्य संरक्षण कानून

• परमाणु प्रतिक्रियाओं में, एक विद्युत आवेश संरक्षित होता है - प्रतिक्रिया से पहले प्रारंभिक आवेशों का बीजगणितीय योग प्रतिक्रिया के बाद आवेशों के बीजगणितीय योग के बराबर होता है।
• परमाणु प्रतिक्रियाओं में, न्यूक्लियंस की संख्या संरक्षित होती है, जिसे सबसे सामान्य मामलों में बेरियन संख्या के संरक्षण के रूप में व्याख्या किया जाता है। यदि टकराने वाले नाभिकों की गतिज ऊर्जाएँ बहुत अधिक हों, तो नाभिकीय युग्मों के उत्पादन की अभिक्रियाएँ संभव हैं। चूंकि न्यूक्लिऑन और एंटीन्यूक्लिऑन को विपरीत संकेत दिए गए हैं, इसलिए किसी भी प्रक्रिया में बेरियन नंबरों का बीजगणितीय योग हमेशा अपरिवर्तित रहता है।
• परमाणु प्रतिक्रियाओं में, लेप्टान की संख्या संरक्षित होती है (अधिक सटीक रूप से, लेप्टन की संख्या और एंटीलेप्टन की संख्या के बीच का अंतर, लेप्टन संख्या देखें)।
• परमाणु या विद्युत चुम्बकीय बलों के प्रभाव में होने वाली परमाणु प्रतिक्रियाओं में, तरंग फ़ंक्शन की समानता संरक्षित होती है, जो प्रतिक्रिया से पहले और बाद में कणों की स्थिति का वर्णन करती है। कमजोर अंतःक्रियाओं के कारण परिवर्तन में तरंग फलन की समता संरक्षित नहीं होती है।
• मजबूत अंतःक्रियाओं के कारण परमाणु प्रतिक्रियाओं में, समस्थानिक स्पिन को संरक्षित किया जाता है। कमजोर और विद्युतचुंबकीय अंतःक्रियाएं आइसोस्पिन को संरक्षित नहीं करती हैं।

5. परमाणु प्रतिक्रियाओं के प्रकार

कणों के साथ परमाणु संपर्क बहुत विविध प्रकृति के होते हैं, उनके प्रकार और किसी विशेष प्रतिक्रिया की संभावनाएं बमबारी करने वाले कणों के प्रकार, लक्ष्य नाभिक, परस्पर क्रिया करने वाले कणों और नाभिक की ऊर्जा और कई अन्य कारकों पर निर्भर करती हैं।

5.1. परमाणु विखंडन

परमाणु विखंडन- एक परमाणु नाभिक को समान द्रव्यमान वाले दो (शायद ही कभी तीन) नाभिकों में विभाजित करने की प्रक्रिया, विखंडन टुकड़े कहलाती है। विखंडन के परिणामस्वरूप, अन्य प्रतिक्रिया उत्पाद भी प्रकट हो सकते हैं: प्रकाश नाभिक (मुख्य रूप से अल्फा कण), न्यूट्रॉन और गामा क्वांटा। विखंडन सहज (सहज) और मजबूर (अन्य कणों के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप, मुख्य रूप से न्यूट्रॉन के साथ) हो सकता है। भारी नाभिक का विखंडन एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है जो मुक्त करती है एक बड़ी संख्या कीप्रतिक्रिया उत्पादों की गतिज ऊर्जा, साथ ही विकिरण के रूप में ऊर्जा।

परमाणु विखंडन ऊर्जा का स्रोत है नाभिकीय रिएक्टर्सऔर परमाणु हथियार।

5.2. थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन

सामान्य तापमान पर, नाभिक का संलयन असंभव है, क्योंकि सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए नाभिक भारी कूलम्ब प्रतिकर्षण बलों का अनुभव करते हैं। प्रकाश नाभिक के संश्लेषण के लिए, उन्हें लगभग 10 -15 मीटर की दूरी के करीब लाना आवश्यक है, जिस पर आकर्षक परमाणु बलों की कार्रवाई कूलम्ब प्रतिकारक बलों से अधिक हो जाएगी। नाभिकों का संलयन होने के लिए, उनकी गतिशीलता को बढ़ाना आवश्यक है, अर्थात उनकी गतिज ऊर्जा को बढ़ाना। यह तापमान बढ़ाकर हासिल किया जाता है। प्राप्त ऊष्मीय ऊर्जा के कारण, नाभिक की गतिशीलता बढ़ जाती है, और वे एक दूसरे के पास इतनी निकट दूरी पर पहुंच सकते हैं कि, परमाणु सामंजस्य बलों की कार्रवाई के तहत, वे एक नए, अधिक जटिल नाभिक में विलीन हो जाएंगे। प्रकाश नाभिक के संलयन के परिणामस्वरूप, बहुत अधिक ऊर्जा निकलती है, क्योंकि बनने वाले नए नाभिक में एक बड़ा होता है विशिष्ट ऊर्जामूल नाभिक की तुलना में बंधन। थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया- यह बहुत उच्च तापमान (10 7 K) पर प्रकाश नाभिक की एक बहिर्जात संलयन प्रतिक्रिया है।

सबसे पहले, उनमें से हाइड्रोजन के दो समस्थानिकों (ड्यूटेरियम और ट्रिटियम) के बीच प्रतिक्रिया पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जो पृथ्वी पर बहुत आम है, जिसके परिणामस्वरूप हीलियम बनता है और एक न्यूट्रॉन निकलता है। प्रतिक्रिया के रूप में लिखा जा सकता है

+ ऊर्जा (17.6 MeV).

जारी ऊर्जा (इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि हीलियम -4 में बहुत मजबूत परमाणु बंधन हैं) गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिसमें से अधिकांश, 14.1 MeV, न्यूट्रॉन को अपने साथ एक हल्के कण के रूप में ले जाती है। परिणामी नाभिक कसकर बंधा होता है, यही कारण है कि प्रतिक्रिया इतनी दृढ़ता से बहिर्जात होती है। यह प्रतिक्रिया सबसे कम कूलम्ब बाधा और उच्च उपज की विशेषता है, इसलिए यह थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन के लिए विशेष रुचि रखता है।

थर्मोन्यूक्लियर रिएक्शन का उपयोग थर्मोन्यूक्लियर हथियारों में किया जाता है और यदि थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन को नियंत्रित करने की समस्या हल हो जाती है, तो ऊर्जा क्षेत्र में संभावित अनुप्रयोगों के लिए अनुसंधान के अधीन है।

5.3. फोटोन्यूक्लियर रिएक्शन

जब एक गामा क्वांटम को अवशोषित किया जाता है, तो नाभिक अपनी न्यूक्लियॉन संरचना को बदले बिना ऊर्जा की अधिकता प्राप्त करता है, और ऊर्जा की अधिकता वाला नाभिक एक यौगिक नाभिक होता है। अन्य परमाणु प्रतिक्रियाओं की तरह, नाभिक द्वारा गामा-क्वांटम का अवशोषण तभी संभव है जब आवश्यक ऊर्जा और स्पिन अनुपात मिले हों। यदि नाभिक में स्थानांतरित ऊर्जा नाभिक में न्यूक्लियॉन की बाध्यकारी ऊर्जा से अधिक हो जाती है, तो परिणामी यौगिक नाभिक का क्षय अक्सर न्यूक्लियॉन के उत्सर्जन के साथ होता है, मुख्य रूप से न्यूट्रॉन। इस तरह के क्षय से परमाणु प्रतिक्रियाएं होती हैं और, जिन्हें कहा जाता है फोटोन्यूक्लियर, और इन प्रतिक्रियाओं में न्यूक्लियॉन उत्सर्जन की घटना - परमाणु फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव.

5.4. अन्य

6. परमाणु प्रतिक्रियाओं की रिकॉर्डिंग

परमाणु प्रतिक्रियाओं को विशेष सूत्रों के रूप में लिखा जाता है जिसमें परमाणु नाभिक और प्राथमिक कणों के पदनाम होते हैं।

पहला तरीकापरमाणु प्रतिक्रियाओं के लिए सूत्र लिखना रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए सूत्र लिखने के समान है, अर्थात, प्रारंभिक कणों का योग बाईं ओर लिखा जाता है, परिणामी कणों (प्रतिक्रिया उत्पादों) का योग दाईं ओर लिखा जाता है, और एक तीर रखा जाता है उन दोनों के बीच।

इस प्रकार, कैडमियम-113 नाभिक द्वारा न्यूट्रॉन के विकिरण अभिग्रहण की प्रतिक्रिया इस प्रकार लिखी जाती है:

हम देखते हैं कि दाईं और बाईं ओर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या समान रहती है (बैरियन संख्या संरक्षित है)। वही लागू होता है विद्युत शुल्क, लेप्टन संख्याएँ और अन्य मात्राएँ (ऊर्जा, संवेग, कोणीय संवेग, ...) कुछ प्रतिक्रियाओं में जहां कमजोर अंतःक्रिया शामिल होती है, प्रोटॉन न्यूट्रॉन में बदल सकते हैं और इसके विपरीत, लेकिन उनकी कुल संख्या नहीं बदलती है।

दूसरा रास्तासंकेतन, परमाणु भौतिकी के लिए अधिक सुविधाजनक, का रूप है ए (ए, बीसीडी…) बी, कहाँ पे लेकिन- लक्ष्य कोर ए- बमबारी कण (नाभिक सहित), बी, सी, डी, ...- उत्सर्जित कण (नाभिक सहित), पर- अवशिष्ट नाभिक। प्रतिक्रिया के हल्के उत्पादों को कोष्ठक में लिखा जाता है, भारी उत्पादों को बाहर लिखा जाता है। तो, उपरोक्त न्यूट्रॉन कैप्चर प्रतिक्रिया को निम्नानुसार लिखा जा सकता है:

अभिक्रियाओं को अक्सर कोष्ठकों में आपतित और उत्सर्जित कणों के संयोजन के नाम पर रखा जाता है; हाँ, ऊपर विशिष्ट उदाहरण (एन, ) -प्रतिक्रियाएं।

नाइट्रोजन का ऑक्सीजन में पहला जबरन परमाणु रूपांतरण, जिसे रदरफोर्ड द्वारा अल्फा कणों के साथ नाइट्रोजन पर बमबारी करके किया गया था, सूत्र के रूप में लिखा गया है

हाइड्रोजन परमाणु का नाभिक कहाँ होता है, प्रोटॉन।

"रासायनिक" संकेतन में, यह प्रतिक्रिया दिखती है

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