परमाणु प्रतिक्रियाएं (समस्याएं)। परमाणु प्रतिक्रियाएँ (समस्याएँ) परमाणु नाभिक की स्थिरता की व्याख्या कैसे करें

1. ऐसी अनेक नाभिकीय अभिक्रियाओं की सूची बनाइए जिनमें 8 Be समस्थानिक बन सकते हैं।

2. प्रयोगशाला प्रणाली T मिनट में न्यूनतम गतिज ऊर्जा क्या है जो प्रतिक्रिया 16 O(n,α) 13 C को संभव बनाने के लिए एक न्यूट्रॉन के पास होनी चाहिए?

3. प्रतिक्रिया 6 ली (डी, α) 4 वह एंडोथर्मिक या एक्सोथर्मिक है? MeV में नाभिक की विशिष्ट बाध्यकारी ऊर्जा दी गई है: ε(d) = 1.11; ε() = 7.08; ε(6 ली) = 5.33।

4. 12 सी photodisintegration प्रतिक्रियाओं के लिए दहलीज Tpore निर्धारित करें।

1. γ + 12 सी → 11 सी + एन
2. γ + 12 सी → 11 बी + पी
3. γ + 14 सी → 12 सी + एन + एन

5. प्रतिक्रिया दहलीज निर्धारित करें: 7 ली (पी, α) 4 हे और 7 ली (पी, γ) 8 बीई।

6. अभिक्रिया p ​​+ d → p + p + n को संभव बनाने के लिए प्रोटॉन की न्यूनतम ऊर्जा निर्धारित करें। अतिरिक्त द्रव्यमान दिया जाता है। Δ(1 H) = 7.289 MeV, Δ(2 H) = 13.136 MeV,
Δ(एन) = 8.071 मेव।

7. क्या प्रतिक्रियाएं संभव हैं?

1. α + 7 ली → 10 बी + एन;
2. α + 12 सी → 14 एन + डी

गतिज ऊर्जा T = 10 MeV वाले α-कणों के प्रभाव में?

8. कण X को पहचानें और निम्नलिखित मामलों में प्रतिक्रिया ऊर्जा Q की गणना करें:

1. 35 सीएल + एक्स → 32 एस + α;	4. 23 ना + पी → 20 ने + एक्स;
2. 10 बी + एक्स → 7 ली + α;	5. 23 Na + d → 24 Mg + X;
3. 7Li + X → 7Be + n;	6. 23 ना + डी → 24 ना + एक्स।

9. 10 B नाभिक पर अप्रत्यास्थ प्रकीर्णन के परिणामस्वरूप ऊर्जा E exc = 1.75 MeV के साथ एक राज्य को उत्तेजित करने के लिए न्यूनतम ऊर्जा T मिनट में कितनी होनी चाहिए?

10. प्रतिक्रिया दहलीज की गणना करें: 14 एन + α → 17 ओ + पी, दो मामलों में, यदि घटना कण है:
1) α-कण,
2) 14 N नाभिक, प्रतिक्रिया ऊर्जा Q = 1.18 MeV। परिणाम स्पष्ट कीजिए।

1. डी (पी, γ) 3 वह;	5. 32 एस (γ, पी) 31 पी;
2. डी (डी, 3 एचई) एन;	6. 32 (γ, एन) 31 एस;
3. 7ली (पी, एन) 7बीई;	7. 32 एस (γ, α) 28 सी;
4. 3 He(α,γ) 7 Be;	8. 4वह(α,पी) 7ली;

12. कार्रवाई के तहत प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप कौन से नाभिक बन सकते हैं: 1) 7 ली के लक्ष्य पर 10 MeV की ऊर्जा वाले प्रोटॉन; 2) हाइड्रोजन लक्ष्य पर 10 मेव की ऊर्जा के साथ 7 ली नाभिक?

13. 7 LI नाभिक एक धीमे न्यूट्रॉन को पकड़ता है और एक γ-क्वांटम का उत्सर्जन करता है। γ-क्वांटम की ऊर्जा क्या होती है?

14. प्रयोगशाला प्रणाली में निर्धारित करें कि अभिक्रिया 12 C(n,α) 9 Be में न्यूट्रॉन ऊर्जा के दहलीज मूल्य पर बनने वाले 9 Be नाभिक की गतिज ऊर्जा।

15. जब प्राकृतिक बोरॉन से बने एक लक्ष्य को विकिरणित किया गया, तो 20.4 मिनट और 0.024 सेकेंड के आधे जीवन वाले रेडियोधर्मी समस्थानिकों की उपस्थिति देखी गई। क्या समस्थानिक बने थे? किन प्रतिक्रियाओं के कारण इन समस्थानिकों का निर्माण हुआ?

16. एक प्राकृतिक बोरॉन लक्ष्य पर प्रोटॉन के साथ बमबारी की जाती है। विकिरण की समाप्ति के बाद, -पार्टिकल डिटेक्टर ने 100 Bq की गतिविधि दर्ज की। 40 मिनट के बाद, नमूने की गतिविधि घटकर ~ 25 बीक्यू हो गई। गतिविधि का स्रोत क्या है? क्या परमाणु प्रतिक्रिया हो रही है?

17. गतिज ऊर्जा T = 10 MeV वाला एक α-कण 12C नाभिक के साथ एक प्रत्यास्थ सिर पर टक्कर का अनुभव करता है। h.p में गतिज ऊर्जा का निर्धारण करें। टक्कर के बाद नाभिक 12 सी टी सी।

18. प्रतिक्रिया में बनने वाले 7 Be नाभिकों की अधिकतम और न्यूनतम ऊर्जा निर्धारित करें
7 Li(p,n) 7 Be (Q = -1.65 MeV) ऊर्जा T p = 5 MeV के साथ त्वरित प्रोटॉन की क्रिया के तहत।

19. एक कोण θ inelastic = 30 0 पर उत्सर्जित होने वाले कण ऊर्जा E ex = 4.44 MeV के साथ 12 C नाभिक की स्थिति के उत्तेजना के साथ अप्राप्य बिखरने की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप hp में समान ऊर्जा होती है, जो कि समान रूप से बिखरी हुई होती है। एक ही नाभिक α- कण θ नियंत्रण = 45 0 कोण पर। लक्ष्य पर आपतित α-कणों की ऊर्जा ज्ञात कीजिए।

20. α-कण ऊर्जा T = 5 MeV के साथ स्थिर 7 Li नाभिक के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। विज्ञान में संवेग ज्ञात कीजिए, जो 7 Li(α,n) 10 B न्यूट्रॉन p α तथा नाभिक 10 B p Be की अभिक्रिया के फलस्वरूप बना है।

21. 35 सीएल (1.219; 1.763; 2.646; 2.694; 3.003; 3.163 MeV) की निचली उत्तेजित अवस्थाओं का अध्ययन 32 S(α,p) 35 Cl का उपयोग करके किया जाता है। इनमें से कौन-सी अवस्था 5.0 MeV की ऊर्जा वाले α-कणों के पुंज द्वारा उत्तेजित होगी? E = 5.0 MeV पर 0 0 और 90 0 के कोणों पर इस प्रतिक्रिया में देखे गए प्रोटॉन की ऊर्जा निर्धारित करें।

22. आवेग आरेख का उपयोग करते हुए, hp में कोणों के बीच संबंध प्राप्त करें। और एस.सी.आई.

23. गतिज ऊर्जा T a = 5 MeV वाला एक प्रोटॉन नाभिक 1 H से टकराता है और उस पर प्रत्यास्थ रूप से बिखर जाता है। यदि प्रोटॉन का प्रकीर्णन कोण θ b = 30 0 है, तो ऊर्जा T B और प्रकीर्णन कोण θ B का प्रतिक्षेप नाभिक 1 H निर्धारित करें।

24. न्यूट्रॉन के उत्पादन के लिए टी (डी, एन) α प्रतिक्रिया का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। T d = 0.2 MeV की ऊर्जा के लिए त्वरित ड्यूट्रॉन का उपयोग करके न्यूट्रॉन जनरेटर में 90 0 के कोण पर उत्सर्जित न्यूट्रॉन T n की ऊर्जा निर्धारित करें।

25. प्रतिक्रिया 7 ली (पी, एन) 7 बी न्यूट्रॉन का उत्पादन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। प्रोटॉन ऊर्जा T p = 5 MeV। प्रयोग के लिए T n = 1.75 MeV ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन की आवश्यकता होती है। प्रोटॉन बीम की दिशा के सापेक्ष किस कोण पर θ n ऐसी ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन बाहर निकलेंगे? यदि लक्ष्य से 10 सेमी की दूरी पर स्थित 1 सेमी कोलाइमर का उपयोग करके उनका चयन किया जाता है तो न्यूट्रॉन ऊर्जा ΔT का प्रसार क्या होगा।

26. अभिक्रिया 27 Al(,t) 28 Si में बनने वाले ट्रिटियम l t का कक्षीय संवेग निर्धारित करें, यदि आपतित α-कण का कक्षीय संवेग l α = 0 है।

27. प्रोटॉन के किस सापेक्ष कक्षीय कोणीय संवेग पर परमाणु प्रतिक्रिया p ​​+ 7 Li → 8 Be * → α + α संभव है?

28. किस कक्षीय क्षणों के साथ एल पी प्रोटॉन प्रतिक्रिया 12 सी (, पी) 11 बी में उड़ सकता है, अगर: 1) अंतिम नाभिक जमीनी अवस्था में बनता है, और ई 2-फोटॉन अवशोषित हो जाता है; 2) अंतिम नाभिक 1/2 + अवस्था में बनता है, और M1 फोटॉन अवशोषित होता है; 3) अंतिम नाभिक जमीनी अवस्था में बनता है, लेकिन E1-फोटॉन अवशोषित हो गया था?

29. नाभिक द्वारा एक -क्वांटम के अवशोषण के परिणामस्वरूप, कक्षीय संवेग l n = 2 वाला एक न्यूट्रॉन उत्सर्जित होता है। -क्वांटम की बहुध्रुवीयता निर्धारित करें यदि अंतिम नाभिक जमीनी अवस्था में बनता है।

30. 12C नाभिक एक γ-क्वांटम को अवशोषित करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक प्रोटॉन एक कक्षीय क्षण l = 1 के साथ बाहर निकलता है। अवशोषित γ-क्वांटम की बहुध्रुवीयता निर्धारित करें यदि अंतिम नाभिक जमीनी अवस्था में बनता है?

31. यदि न्यूट्रॉन का कक्षीय आघूर्ण l n = 0 है, तो 15 N(n,d) 14 C लेने की प्रतिक्रिया में ड्यूटेरॉन l d का कक्षीय क्षण निर्धारित करें।

33. 40 Ca नाभिक E1 γ-क्वांटम को अवशोषित करता है। कौन-से एक-कण संक्रमण संभव हैं?

34. 12C नाभिक E1γ-क्वांटम को अवशोषित करता है। कौन-से एक-कण संक्रमण संभव हैं?

35. क्या 10 V नाभिक पर ड्यूटेरॉन के अप्रत्यास्थ प्रकीर्णन की प्रतिक्रिया में J P = 2 +, I = 1 विशेषताओं वाली अवस्था को उत्तेजित करना संभव है?

36. 150 0 से 170 0 के कोणों की सीमा में 238 U नाभिक के कूलम्ब क्षेत्र में 3 MeV की ऊर्जा वाले -कण के लिए प्रकीर्णन अनुप्रस्थ काट की गणना करें।

37. डी = 0.1 मिमी की मोटाई वाली एक सोने की प्लेट को एन = 10 3 कण / एस की तीव्रता के साथ α-कण बीम द्वारा विकिरणित किया जाता है। -कणों T की गतिज ऊर्जा = 5 MeV। एक कोण = 170 0 पर स्थित संसूचक पर प्रति सेकंड कितने α-कण प्रति इकाई ठोस कोण गिरते हैं? सोने का घनत्व ρ = 19.3 g/cm3 है।

38. ऊर्जा T = 10 MeV के साथ α-कणों का एक संगृहीत बीम δ = 1 mg/cm2 मोटाई वाली तांबे की पन्नी पर लंबवत रूप से आपतित होता है। एक कोण = 30 पर बिखरे हुए कणों को एक डिटेक्टर द्वारा दर्ज किया जाता है जिसका क्षेत्रफल S = 1 सेमी 2 लक्ष्य से दूरी l = 20 सेमी पर स्थित होता है। बिखरे हुए α-कणों की कुल संख्या का कितना अंश संसूचक द्वारा दर्ज किया जाएगा?

39. एक ठोस कोण डिटेक्टर का उपयोग करके एक कोण θ d = 90 पर मापे गए ड्यूटेरॉन स्पेक्ट्रम में ऊर्जा T p = 62 MeV के साथ प्रोटॉन की कार्रवाई के तहत प्रतिक्रिया 27 Al(p,d) 26 Al का अध्ययन करते समय
dΩ = 2·10 -4 sr, ऊर्जा T d = 45.3 के साथ शिखर देखे गए; 44.32; 40.91 मेव। प्रोटॉन q = 2.19 mC के कुल आवेश के साथ एक लक्ष्य δ = 5 mg/cm2 मोटा होता है, इन चोटियों में N की संख्या क्रमशः 5180, 1100, और 4570 थी। 26 एएल नाभिक के स्तरों की ऊर्जा निर्धारित करें, जिसकी उत्तेजना इस प्रतिक्रिया में देखी गई थी। इन प्रक्रियाओं के लिए अंतर क्रॉस सेक्शन dσ/dΩ की गणना करें।

40. प्रतिक्रिया 32 एस (γ, पी) 31 पी का अभिन्न क्रॉस सेक्शन जमीनी राज्य में अंतिम 31 पी नाभिक के गठन के साथ 18 मेव के बराबर घटना γ-क्वांटा की ऊर्जा पर 4 एमबी है। 31 पी (पी, γ) 32 एस व्युत्क्रम प्रतिक्रिया के इंटीग्रल क्रॉस सेक्शन का अनुमान लगाएं, जो 32 एस नाभिक की समान उत्तेजना ऊर्जा के अनुरूप है, जैसा कि 32 एस (γ, पी) 31 पी प्रतिक्रिया में है। इस उत्तेजना को ध्यान में रखें। आधार अवस्था में γ संक्रमण के कारण हटा दिया गया।

41. न्यूट्रॉन बीम J की तीव्रता की गणना करें जिसका उपयोग 55 Mn प्लेट को मोटाई d = 0.1 सेमी के साथ स्पर्श = 15 मिनट के लिए विकिरणित करने के लिए किया जाता है, यदि tcool = 150 मिनट के बाद विकिरण की समाप्ति के बाद इसकी गतिविधि I 2100 Bq थी। 56 Mn का आधा जीवन 2.58 h है, सक्रियण क्रॉस सेक्शन σ = 0.48 b है, और प्लेट सामग्री का घनत्व ρ = 7.42 g/cm3 है।

42. 90 0 के कोण पर प्रतिक्रिया dσ/dΩ का अंतर क्रॉस सेक्शन 10 mb/sr है। इंटीग्रल क्रॉस सेक्शन के मूल्य की गणना करें यदि डिफरेंशियल क्रॉस सेक्शन की कोणीय निर्भरता का रूप 1+2sinθ है।

43. एक नाभिक द्वारा धीमे (T n 1 keV) न्यूट्रॉन का प्रकीर्णन समदैशिक होता है। इस तथ्य की व्याख्या कैसे की जा सकती है?

44. एक यौगिक नाभिक की उत्तेजना ऊर्जा निर्धारित करें जब एक α-कण ऊर्जा T = 7 MeV के साथ 10 V के एक निश्चित नाभिक द्वारा कब्जा कर लिया जाता है।

45. प्रतिक्रिया क्रॉस सेक्शन 27 Al (α,р) 30 Si में, α-कणों T 3.95 की ऊर्जा पर मैक्सिमा मनाया जाता है; 4.84 और 6.57 मेव। क्रॉस सेक्शन में मैक्सिमा के अनुरूप यौगिक नाभिक की उत्तेजना ऊर्जा निर्धारित करें।

46. 112 Sn नाभिक पर T p = 2 MeV बिखराव वाले प्रोटॉन किस कक्षीय संवेग से हो सकते हैं?

47. सोने के नाभिक 197 एयू के साथ गतिज ऊर्जा टी एन = 1 ईवी के साथ न्यूट्रॉन की बातचीत में एक यौगिक नाभिक के गठन के लिए क्रॉस सेक्शन का अनुमान लगाएं।

48. सोने के नाभिक 197 एयू के साथ गतिज ऊर्जा टी एन = 30 मेव के साथ न्यूट्रॉन की बातचीत में एक यौगिक नाभिक के गठन के लिए क्रॉस सेक्शन का अनुमान लगाएं।

लिखित:परमाणु प्रतिक्रियाएँ द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियमों का पालन करती हैं।
प्रतिक्रिया से पहले कुल द्रव्यमान प्रतिक्रिया के बाद कुल द्रव्यमान के बराबर होता है, प्रतिक्रिया से पहले कुल चार्ज प्रतिक्रिया के बाद कुल चार्ज के बराबर होता है।
उदाहरण के लिए:
समस्थानिक किसी दिए गए रासायनिक तत्व की किस्में हैं जो परमाणु नाभिक के द्रव्यमान में भिन्न होते हैं। वे। जन संख्याअलग, और चार्ज समान.

आंकड़ा यूरेनियम -238 के सीसा -206 में परिवर्तन की श्रृंखला को दर्शाता है। आकृति में डेटा का उपयोग करते हुए, कथनों की प्रस्तावित सूची में से दो सही कथनों का चयन करें। उनकी संख्या सूचीबद्ध करें।

1) यूरेनियम-238 के स्थिर लेड-206 में रूपांतरण की श्रृंखला में, छह हीलियम नाभिक जारी किए जाते हैं।
2) रेडियोधर्मी परिवर्तनों की प्रस्तुत श्रृंखला में पोलोनियम -214 का सबसे छोटा आधा जीवन है।
3) 206 के परमाणु द्रव्यमान के साथ सीसा सहज अल्फा क्षय से गुजरता है।
4) यूरेनियम-234, यूरेनियम-238 के विपरीत, एक स्थिर तत्व है।
5) बिस्मथ-210 का पोलोनियम-210 में स्वत: परिवर्तन एक इलेक्ट्रॉन के उत्सर्जन के साथ होता है।
समाधान: 1) यूरेनियम -238 के स्थिर सीसा -206 में परिवर्तन की श्रृंखला में, छह नहीं, बल्कि आठ हीलियम नाभिक निकलते हैं।
2) रेडियोधर्मी परिवर्तनों की प्रस्तुत श्रृंखला में पोलोनियम -214 का सबसे छोटा आधा जीवन है। चित्र से पता चलता है कि पोलोनियम-214 का समय सबसे कम होता है
3) 206 के परमाणु द्रव्यमान के साथ सीसा सहज अल्फा क्षय का अनुभव नहीं करता है, यह स्थिर है।
4) यूरेनियम-234, यूरेनियम-238 के विपरीत, एक स्थिर तत्व नहीं है।
5) बिस्मथ-210 का पोलोनियम-210 में स्वत: परिवर्तन एक इलेक्ट्रॉन के उत्सर्जन के साथ होता है। चूंकि एक बीटा कण जारी किया गया है।
उत्तर: 25
भौतिकी में OGE कार्य (fipi):प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कौन सा कण X छोड़ा गया था?

समाधान:प्रतिक्रिया से पहले द्रव्यमान 14 + 4 = 18 a.m.u. आवेश 7e + 2e = 9e, द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियम को पूरा करने के लिए, कण X में 18 - 17 = 1 a.m.u होना चाहिए। और 9e - 8e = 1e, इसलिए कण X एक प्रोटॉन है।
उत्तर: 4
भौतिकी में OGE कार्य (fipi):थोरियम नाभिक रेडियम नाभिक में बदल गया। थोरियम नाभिक द्वारा कौन सा कण उत्सर्जित किया गया था?


3) α-कण
4) β-कण
समाधान:द्रव्यमान 4 से बदल गया, और चार्ज 2 से, इसलिए, थोरियम नाभिक ने एक α-कण उत्सर्जित किया।
उत्तर: 3
भौतिकी में OGE कार्य (fipi):

1) अल्फा कण
2) इलेक्ट्रॉन

समाधान:द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियम का उपयोग करके, हम देखते हैं कि तत्व का द्रव्यमान 4 है और आवेश 2 है, इसलिए यह एक अल्फा कण है।
उत्तर: 1
भौतिकी में OGE कार्य (fipi):

1) अल्फा कण
2) इलेक्ट्रॉन

समाधान:द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियम का उपयोग करके, हम देखते हैं कि तत्व का द्रव्यमान 1 है और आवेश 0 है, इसलिए यह एक न्यूट्रॉन है।
उत्तर: 4
भौतिकी में OGE कार्य (fipi):

3) इलेक्ट्रॉन
4) अल्फा कण
समाधान:एक गामा कण का न तो द्रव्यमान होता है और न ही आवेश, इसलिए एक अज्ञात कण का द्रव्यमान और आवेश 1 के बराबर होता है, एक अज्ञात कण एक प्रोटॉन होता है।
उत्तर: 1
जब एक न्यूट्रॉन एक नाभिक द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, तो एक रेडियोधर्मी समस्थानिक उत्पन्न होता है। इस परमाणु परिवर्तन के दौरान,

4) इलेक्ट्रॉन
समाधान:कैप्चर रिएक्शन लिखें
+ -> + ? .
द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियम का उपयोग करके, हम देखते हैं कि अज्ञात तत्व का द्रव्यमान 4 है और आवेश 2 है, इसलिए यह एक अल्फा कण है।

खंड: भौतिक विज्ञान

कक्षा: 11

पाठ मकसद: छात्रों को परमाणु प्रतिक्रियाओं से परिचित कराने के लिए, परमाणु नाभिक को बदलने की प्रक्रियाओं के साथ, कुछ नाभिकों को माइक्रोपार्टिकल्स की कार्रवाई के तहत दूसरों में बदलना। इस बात पर जोर दें कि ये किसी भी तरह से तत्वों के परमाणुओं के आपस में जुड़ने और अलग होने की रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं हैं, जो केवल इलेक्ट्रॉनिक गोले को प्रभावित करते हैं, बल्कि न्यूक्लियंस की प्रणाली के रूप में नाभिक की पुनर्व्यवस्था, कुछ रासायनिक तत्वों का दूसरों में परिवर्तन।

पाठ 21-स्लाइड प्रस्तुति (परिशिष्ट) के साथ है।

कक्षाओं के दौरान

दुहराव

1. परमाणु के नाभिक का संघटन क्या है?

नाभिक (परमाणु)- यह परमाणु का सकारात्मक रूप से आवेशित मध्य भाग है, जिसमें इसका 99.96% द्रव्यमान केंद्रित होता है। नाभिक का त्रिज्या ~ 10-15 मीटर है, जो पूरे परमाणु के त्रिज्या से लगभग एक लाख गुना कम है, जो उसके इलेक्ट्रॉन खोल के आकार से निर्धारित होता है।

परमाणु नाभिक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना होता है। नाभिक में उनकी कुल संख्या को अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है एऔर द्रव्यमान संख्या कहलाती है। नाभिक में प्रोटॉन की संख्या जेडनाभिक के विद्युत आवेश को निर्धारित करता है और D.I के तत्वों की आवधिक प्रणाली में तत्व की परमाणु संख्या के साथ मेल खाता है। मेंडेलीव। एक नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या को नाभिक की द्रव्यमान संख्या और उसमें प्रोटॉन की संख्या के बीच के अंतर के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। द्रव्यमान संख्या नाभिक में न्यूक्लियंस की संख्या है।

2. परमाणु नाभिक की स्थिरता की व्याख्या कैसे करें?

परमाणु बलएक परमाणु नाभिक में न्यूक्लियंस की परस्पर क्रिया का एक उपाय है। यह ये बल हैं जो नाभिक में आवेशित प्रोटॉन को धारण करते हैं, उन्हें विद्युत प्रतिकारक बलों की कार्रवाई के तहत बिखरने से रोकते हैं।

3. नाभिकीय बलों के गुणों के नाम लिखिए।

परमाणु बलों में कई विशिष्ट गुण होते हैं:

4. नाभिकीय बंधन ऊर्जा क्या है?

परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जानाभिक को अलग-अलग नाभिकों में पूरी तरह से विभाजित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा है। न्यूक्लियंस (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) के द्रव्यमान के योग और उनमें से नाभिक के द्रव्यमान के बीच का अंतर, निर्वात में प्रकाश की गति के वर्ग से गुणा, नाभिक में न्यूक्लियंस की बाध्यकारी ऊर्जा है। प्रति न्यूक्लिऑन बंधन ऊर्जा को विशिष्ट बंधन ऊर्जा कहा जाता है।

5. नाभिक का द्रव्यमान उसमें शामिल प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के योग के बराबर क्यों नहीं है?

जब न्यूक्लियंस से एक न्यूक्लियस बनता है, तो न्यूक्लियस की ऊर्जा कम हो जाती है, जो द्रव्यमान में कमी के साथ होती है, यानी न्यूक्लियंस का द्रव्यमान इस न्यूक्लियंस को बनाने वाले अलग-अलग न्यूक्लियंस के द्रव्यमान के योग से कम होना चाहिए।

6. रेडियोधर्मिता क्या है?

नई सामग्री सीखना।

परमाणु प्रतिक्रियाए (ए, बी) बी या ए + ए → बी + बी की संरचना और संरचना में बदलाव के साथ, एक अन्य नाभिक या प्राथमिक कण के साथ एक परमाणु नाभिक की बातचीत की प्रक्रिया है।

सामान्य क्या है और परमाणु प्रतिक्रिया और रेडियोधर्मी क्षय के बीच क्या अंतर है?

आम लक्षणपरमाणु प्रतिक्रिया और रेडियोधर्मी क्षय एक परमाणु नाभिक का दूसरे में परिवर्तन है.

लेकिन रेडियोधर्मी क्षयचल रहा अनायास, बाहरी प्रभाव के बिना, और परमाणु प्रतिक्रियाबुलाया प्रभावबमबारी करने वाला कण।

परमाणु प्रतिक्रियाओं के प्रकार:

• यौगिक नाभिक के गठन के चरण के माध्यम से;
• प्रत्यक्ष परमाणु प्रतिक्रिया (10 MeV से अधिक ऊर्जा);
• विभिन्न कणों की क्रिया के तहत: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, ...;
• परमाणु संश्लेषण;
• परमाणु विखंडन;
• ऊर्जा अवशोषण और ऊर्जा रिलीज।

परमाणु क्षय उत्पादों में प्रोटॉन का पता लगाने के प्रयोगों में ई. रदरफोर्ड द्वारा 1919 में पहली परमाणु प्रतिक्रिया की गई थी। रदरफोर्ड ने नाइट्रोजन परमाणुओं पर अल्फा कणों की बमबारी की। जब कण टकराए, तो एक परमाणु प्रतिक्रिया हुई, जो निम्नलिखित योजना के अनुसार आगे बढ़ी:
14 7 एन + 4 2 वह → 17 8 ओ + 1 1 एच

परमाणु प्रतिक्रियाओं की घटना के लिए शर्तें

सकारात्मक रूप से आवेशित कण की कार्रवाई के तहत होने वाली परमाणु प्रतिक्रिया के लिए, यह आवश्यक है कि कण में कूलम्ब प्रतिकर्षण बलों की कार्रवाई को दूर करने के लिए पर्याप्त गतिज ऊर्जा हो। अनावेशित कण, जैसे न्यूट्रॉन, मनमाने ढंग से छोटी गतिज ऊर्जा के साथ परमाणु नाभिक में प्रवेश कर सकते हैं। नाभिकीय अभिक्रियाएँ तब आगे बढ़ सकती हैं जब परमाणुओं पर तीव्र आवेशित कणों (प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, α-कण, आयन) द्वारा बमबारी की जाती है।

1932 में त्वरक पर प्राप्त उच्च-ऊर्जा प्रोटॉन का उपयोग करके तीव्र आवेशित कणों के साथ परमाणुओं पर बमबारी की पहली प्रतिक्रिया की गई थी:
7 3 ली + 1 1 एच → 4 2 हे + 4 2 हे

हालांकि, व्यावहारिक उपयोग के लिए सबसे दिलचस्प प्रतिक्रियाएं हैं जो न्यूट्रॉन के साथ नाभिक की बातचीत के दौरान होती हैं। चूंकि न्यूट्रॉन आवेश रहित होते हैं, वे आसानी से परमाणु नाभिक में प्रवेश कर सकते हैं और उनके परिवर्तन का कारण बन सकते हैं। उत्कृष्ट इतालवी भौतिक विज्ञानी ई। फर्मी न्यूट्रॉन के कारण होने वाली प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने वाले पहले व्यक्ति थे। उन्होंने पाया कि परमाणु परिवर्तन न केवल तेज गति से होता है, बल्कि तापीय वेगों पर चलने वाले न्यूट्रॉन की धीमी गति से भी होता है।

परमाणु प्रतिक्रिया होने के लिए सकारात्मक आरोप लगायाकणों की जरूरत है कण में गतिज ऊर्जा होती है, के लिए पर्याप्त कूलम्ब प्रतिकर्षण बलों की कार्रवाई पर काबू पाने. अनावेशित कण, जैसे न्यूट्रॉन, मनमाने ढंग से छोटी गतिज ऊर्जा के साथ परमाणु नाभिक में प्रवेश कर सकते हैं।

कण त्वरक(छात्र पोस्ट)

सूक्ष्म जगत के रहस्यों को भेदने के लिए मनुष्य ने सूक्ष्मदर्शी का आविष्कार किया। समय के साथ, यह पता चला कि ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की क्षमता बहुत सीमित है - वे आपको परमाणुओं की गहराई से "देखने" की अनुमति नहीं देते हैं। इन उद्देश्यों के लिए, प्रकाश किरणें नहीं, बल्कि आवेशित कणों के बीम अधिक उपयुक्त निकले। तो, ई। रदरफोर्ड के प्रसिद्ध प्रयोगों में, रेडियोधर्मी तैयारी द्वारा उत्सर्जित α-कणों की एक धारा का उपयोग किया गया था। हालाँकि, कणों के प्राकृतिक स्रोत (रेडियोधर्मी पदार्थ) बहुत कम तीव्रता के बीम उत्पन्न करते हैं, कणों की ऊर्जा अपेक्षाकृत कम होती है, और इसके अलावा, ये स्रोत बेकाबू होते हैं। इसलिए, त्वरित आवेशित कणों के कृत्रिम स्रोत बनाने में समस्या उत्पन्न हुई। इनमें विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी शामिल हैं जो 10 5 ईवी के क्रम में ऊर्जा के साथ इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करते हैं।

1930 के दशक की शुरुआत में, पहला आवेशित कण त्वरक दिखाई दिया। इन प्रतिष्ठानों में, आवेशित कण (इलेक्ट्रॉन या प्रोटॉन), विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की क्रिया के तहत निर्वात में चलते हुए, बड़ी मात्रा में ऊर्जा (त्वरण) प्राप्त करते हैं। एक कण की ऊर्जा जितनी अधिक होती है, उसकी तरंग दैर्ध्य उतनी ही कम होती है, इसलिए ऐसे कण सूक्ष्म वस्तुओं की "जांच" के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं। उसी समय, जैसे-जैसे एक कण की ऊर्जा बढ़ती है, इसके कारण होने वाले कणों के अंतर्संबंधों की संख्या, जिससे नए प्राथमिक कणों का जन्म होता है, का विस्तार होता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि परमाणुओं और प्राथमिक कणों की दुनिया में प्रवेश सस्ता नहीं है। त्वरित कणों की अंतिम ऊर्जा जितनी अधिक होगी, त्वरक उतने ही अधिक जटिल और बड़े होंगे; उनका आकार कई किलोमीटर तक पहुंच सकता है। मौजूदा त्वरक कई MeV से लेकर सैकड़ों GeV तक ऊर्जा वाले आवेशित कणों के बीम प्राप्त करना संभव बनाते हैं। कण बीम की तीव्रता 10 15 - 10 16 कण प्रति सेकंड तक पहुंच जाती है; इस मामले में, बीम को केवल कुछ वर्ग मिलीमीटर के क्षेत्र वाले लक्ष्य पर केंद्रित किया जा सकता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले कण प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन हैं।

सबसे शक्तिशाली और महंगे त्वरक विशुद्ध रूप से वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए बनाए गए हैं - नए कणों को प्राप्त करने और उनका अध्ययन करने के लिए, कणों के अंतर्संबंधों का अध्ययन करने के लिए। कैंसर रोगियों के उपचार के लिए, रेडियोधर्मी समस्थानिकों के उत्पादन के लिए, बहुलक सामग्री के गुणों में सुधार के लिए, और कई अन्य उद्देश्यों के लिए अपेक्षाकृत कम ऊर्जा त्वरक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मौजूदा प्रकार के त्वरक को चार समूहों में विभाजित किया जा सकता है: प्रत्यक्ष-क्रिया त्वरक, रैखिक त्वरक, चक्रीय त्वरक, टकराने वाले बीम त्वरक।

बूस्टर कहाँ स्थित हैं? में डबना(ज्वाइंट इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर रिसर्च) ने 1957 में V.I.Veksler के नेतृत्व में एक सिनक्रोफासोट्रॉन का निर्माण किया। में सेरपुखोव- सिन्क्रोफासोट्रॉन, चुंबकीय क्षेत्र में स्थित इसके कुंडलाकार निर्वात कक्ष की लंबाई 1.5 किमी है; प्रोटॉन ऊर्जा 76 GeV। में नोवोसिबिर्स्क(इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूक्लियर फिजिक्स) जी.आई.बडकर के नेतृत्व में, टकराने वाले इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन और इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन बीम (700 MeV और 7 GeV के बीम) पर त्वरक को ऑपरेशन में डाल दिया गया। में यूरोप (सर्न, स्विट्जरलैंड - फ्रांस) 30 GeV कोलाइडिंग प्रोटॉन बीम और 270 GeV प्रोटॉन-एंटीप्रोटोन बीम वाले त्वरक हैं। वर्तमान में, स्विट्जरलैंड और फ्रांस की सीमा पर लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) के निर्माण के दौरान, निर्माण कार्य का एक महत्वपूर्ण चरण पूरा हो गया है - प्राथमिक कण त्वरक के लिए सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट की स्थापना।

करीब सौ मीटर की गहराई पर 26650 मीटर परिधि वाली सुरंग में कोलाइडर बनाया जा रहा है। कोलाइडर में पहला परीक्षण टकराव नवंबर 2007 के लिए निर्धारित किया गया था, लेकिन परीक्षण कार्य के दौरान होने वाले चुम्बकों में से एक की विफलता से सुविधा के चालू होने के कार्यक्रम में कुछ देरी होगी। लार्ज हैड्रोन कोलाइडर प्राथमिक कणों की खोज और अध्ययन के लिए बनाया गया है। एक बार लॉन्च हो जाने के बाद, एलएचसी दुनिया में सबसे शक्तिशाली कण त्वरक होगा, परिमाण के क्रम में अपने निकटतम प्रतिस्पर्धियों को पार कर जाएगा। लार्ज हैड्रोन कोलाइडर के वैज्ञानिक परिसर का निर्माण 15 वर्षों से अधिक समय से चल रहा है। इस काम में दुनिया भर के 500 रिसर्च सेंटरों के 10 हजार से ज्यादा लोग जुड़े हैं।

परमाणु प्रतिक्रियाएं ऊर्जा परिवर्तनों के साथ होती हैं। ऊर्जा उत्पादनपरमाणु प्रतिक्रिया को मूल्य कहा जाता है:
क्यू = (एमए + एमबी- एमसी- एमडी) सी 2 = ∆ एम सी 2, जहां एमए और एमबी प्रारंभिक उत्पादों के द्रव्यमान हैं, एमसी और एमडी अंतिम प्रतिक्रिया उत्पादों के द्रव्यमान हैं। मूल्य Δ एमबुलाया सामूहिक दोष. रिलीज के साथ परमाणु प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ सकती हैं ( क्यू> 0) या ऊर्जा अवशोषण के साथ ( क्यू < 0). Во втором случае первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов должна превышать величину |क्यू| कहा जाता है प्रतिक्रिया दहलीज.

एक परमाणु प्रतिक्रिया के लिए एक सकारात्मक ऊर्जा उपज है, विशिष्ट बाध्यकारी ऊर्जाप्रारंभिक उत्पादों के नाभिकों में न्यूक्लियंस अंतिम उत्पादों के नाभिकों में न्यूक्लियंस की विशिष्ट बाध्यकारी ऊर्जा से कम होना चाहिए। इसका मतलब है कि मूल्य Δ एमसकारात्मक होना चाहिए।

परमाणु प्रतिक्रियाओं का तंत्र

परमाणु प्रतिक्रिया के दो चरण:

• एक नाभिक द्वारा एक कण का अवशोषण और एक उत्तेजित नाभिक का निर्माण। ऊर्जा को नाभिक के सभी नाभिकों के बीच वितरित किया जाता है, जबकि उनमें से प्रत्येक में एक ऊर्जा होती है जो विशिष्ट बाध्यकारी ऊर्जा से कम होती है, और वे नाभिक में प्रवेश नहीं कर सकती हैं। न्यूक्लियॉन एक दूसरे के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान करते हैं, और उनमें से एक पर या न्यूक्लियॉन के समूह पर, परमाणु बंधन की शक्तियों को दूर करने और नाभिक से मुक्त करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा केंद्रित हो सकती है।
• नाभिक द्वारा एक कण का उत्सर्जन एक तरल बूंद की सतह से एक अणु के वाष्पीकरण की तरह होता है। नाभिक द्वारा प्राथमिक कण के अवशोषण के क्षण से द्वितीयक कण के उत्सर्जन के क्षण तक का समय अंतराल लगभग 10 -12 s है।

परमाणु प्रतिक्रियाओं में संरक्षण कानून

परमाणु प्रतिक्रियाओं के दौरान, कई संरक्षण कानून: संवेग, ऊर्जा, कोणीय संवेग, आवेश। इन शास्त्रीय कानूनों के अलावा, परमाणु प्रतिक्रियाएं तथाकथित संरक्षण कानून का पालन करती हैं बेरियन चार्ज(यानी न्यूक्लियंस - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या)। परमाणु भौतिकी और प्राथमिक कण भौतिकी के लिए विशिष्ट कई अन्य संरक्षण नियम भी मान्य हैं।

1. परमाणु प्रतिक्रिया क्या है?
2. परमाणु प्रतिक्रिया और रासायनिक प्रतिक्रिया में क्या अंतर है?
3. गठित हीलियम नाभिक विपरीत दिशाओं में क्यों बिखरते हैं?
   7 3 ली + 1 1 एच → 4 2 हे + 4 2 हे
4. क्या एक α-कण के उत्सर्जन की परमाणु प्रतिक्रिया एक नाभिक है?
5. परमाणु प्रतिक्रियाएं जोड़ें:
   • 9 4 Be + 1 1 H → 10 5 B + ?
   • 14 7 एन + ? → 14 6 सी + 1 1 पी
   • 14 7 एन + 4 2 वह → ? + 1 1 एच
   • 27 13 अल + 4 2 वह → 30 15 पी + ? (1934 आइरीन क्यूरी और फ्रेडरिक जूलियट-क्यूरी ने फास्फोरस का एक रेडियोधर्मी समस्थानिक प्राप्त किया)
   • ? + 4 2 वह → 30 14 सी + 1 1 पी
6. परमाणु प्रतिक्रिया की ऊर्जा उपज निर्धारित करें।
   14 7 एन + 4 2 वह → 17 8 ओ + 1 1 एच
   नाइट्रोजन परमाणु का द्रव्यमान 14.003074 एमू है, ऑक्सीजन परमाणु 16.999133 एमू है, हीलियम परमाणु 4.002603 एमू है, हाइड्रोजन परमाणु 1.007825 एमू है।

स्वतंत्र काम

विकल्प 1

1.

1. एल्यूमीनियम (27 13 एएल) एक न्यूट्रॉन को पकड़ता है और एक α-कण का उत्सर्जन करता है;
2. नाइट्रोजन (14 7 N) α-कणों द्वारा बमबारी की जाती है और एक प्रोटॉन का उत्सर्जन करती है।

2.

1. 35 17 सीएल + 1 0 एन → 1 1 पी +
2. 13 6 सी + 1 1 पी →
3. 7 3 ली + 1 1 पी → 2
4. 10 5 बी + 4 2 हे → 1 0 एन +
5. 24 12 Mg + 4 2 He → 27 14 Si +
6. 56 26 Fe + 1 0 n → 56 25 Mn +

उत्तर: ए) 13 7 एन; बी) 1 1 पी; सी) 1 0 एन; डी) 14 7 एन; ई) 4 2 वह; च) 35 16 एस

3.

1. 7 3 ली + 1 0 एन → 4 2 हे + 13 एच;
2. 9 4 Be + 4 2 He → 1 0 n + 13 6 C.

विकल्प 2

1. निम्नलिखित परमाणु प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें:

1. फास्फोरस (31 · 15 पी) एक न्यूट्रॉन को पकड़ता है और एक प्रोटॉन का उत्सर्जन करता है;
2. एल्युमिनियम (27 13 Al) पर प्रोटॉनों द्वारा बमबारी की जाती है और एक α-कण उत्सर्जित होता है।

2. परमाणु प्रतिक्रिया समीकरण को पूरा करें:

1. 18 8 ओ + 1 1 पी → 1 0 एन +
2. 11 5 बी + 4 2 वह → 1 0 एन +
3. 14 7 एन + 4 2 वह → 17 8 ओ +
4. 12 6 सी + 1 0 एन → 9 4 बी +
5. 27 13 अल + 4 2 वह → 30 15 पी +
6. 24 11 ना → 24 12 मिलीग्राम + 0 -1 ई +

उत्तर: ए) 4 2 वह; बी) 18 9 एफ; सी) 14 7 एन; डी) 1 0 एन; ई) γ; च) 1 1 पी

3. प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा उपज निर्धारित करें:

1. 6 3 ली + 1 1 पी → 4 2 हे + 3 2 हे;
2. 19 9 एफ + 1 1 पी → 4 2 हे + 16 8 ओ।

स्वतंत्र कार्य पूरा करने के बाद, एक स्व-परीक्षण किया जाता है।

होमवर्क: नंबर 1235 - 1238। (ए.पी. रिमकेविच)