Нейтрон мен Нейтрино


Кіріспе 3
1. Нейтрон мен Нейтрино 4
2. Нейтрондар көздері. 5
Нейтрондар көздері 5
3. Нейтрондардың потенциалдық шашырау мен радиациялық қармау кезіндегі резонанстық қимасы. Резонанс кезіндегі толық қиманы есептеу 9
Қорытынды 14
Пайдаланған әдебиеттер 15
Қазіргі кездегі атом энергиясының дамуы, ядролық қарудың пайда болуы, рак ауруларын емдеуде радиоизотоптарды пайдалану нейтрон бөлшегінің ашылуының арқасында болды. Бұның себебі нейтрон нейтрал бөлшек бола отырып, өте жеңіл ядролық реакцияларға түсуге мүмкіндікке ие.
Нейтрондық физика қазіргі кезде өте көп қолданбалы мәселелерді шешедіі. Мысалы нейтрондар өзінің затпен нашар әсерлесуінен өте терең әрі тығыз қабаттарға еңе алады. Бұ қасиетін пайдалы қазбаларды іздеген кезде пайдаланылады. Нейтрондардың ядролық реакцияны негізгі тудырушы болғандықтан ол кез-келген ядролық зерттеулерде пайдаланылады.
1930 жыл Ботте және Беккер кейбір жеңіл элементтерді альфа бөлшектремен атқылағанда, заттарда өте нашар жұтылатын бөлшектреді тапты. Жолио және Ирен кюри бұл жеңіл ядролардан жақсы тебілетінің айтты.Және оны жаңа сәулелердің түрі деп айтты Бірақ импульс және энергия сақталу заңына сәйкес бұл бөлшектер сәуле болып шықпады.
1. Жұманов К.Б. Атомдық физика: Оқулық. – Алматы: Қазақ университеті, 2006.- 369 б.
2. Матвеев А.Н. Атомная физика: Учебное пособие.- М.: Высшая школа, 1989. - 439с.
3. Шпольский Э.В. Атомная физика: Учебное пособие//В 2 т. - М.: Наука, 1984. - Т.1.- 575 с.
4. Шпольский Э.В. Атомная физика: Учебное пособие//В 2 т. - М.: Наука, 1988. - Т.2.- 438 с.Барсуков О.А., Ельяшевич М.А. Основы атомной физики. – М.: Научный мир, 2006. – 648 с.
5. Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: Учебное пособие для вузов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. – 272 с.
6. Иродов И.Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике: Учебное пособие.- М.: Энергоатомиздат, 1984.-240с.

Пән: Физика
Жұмыс түрі:  Реферат
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге
Кепілдік барма?

бот арқылы тегін алу, ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






ЖОСПАР
Кіріспе 3
1. Нейтрон мен Нейтрино 4
2. Нейтрондар көздері. 5
Нейтрондар көздері 5
3. Нейтрондардың потенциалдық шашырау мен радиациялық қармау кезіндегі резонанстық қимасы. Резонанс кезіндегі толық қиманы есептеу 9
Қорытынды 14
Пайдаланған әдебиеттер 15

Кіріспе
Қазіргі кездегі атом энергиясының дамуы, ядролық қарудың пайда болуы, рак ауруларын емдеуде радиоизотоптарды пайдалану нейтрон бөлшегінің ашылуының арқасында болды. Бұның себебі нейтрон нейтрал бөлшек бола отырып, өте жеңіл ядролық реакцияларға түсуге мүмкіндікке ие.
Нейтрондық физика қазіргі кезде өте көп қолданбалы мәселелерді шешедіі. Мысалы нейтрондар өзінің затпен нашар әсерлесуінен өте терең әрі тығыз қабаттарға еңе алады. Бұ қасиетін пайдалы қазбаларды іздеген кезде пайдаланылады. Нейтрондардың ядролық реакцияны негізгі тудырушы болғандықтан ол кез-келген ядролық зерттеулерде пайдаланылады.
1930 жыл Ботте және Беккер кейбір жеңіл элементтерді альфа бөлшектремен атқылағанда, заттарда өте нашар жұтылатын бөлшектреді тапты. Жолио және Ирен кюри бұл жеңіл ядролардан жақсы тебілетінің айтты.Және оны жаңа сәулелердің түрі деп айтты Бірақ импульс және энергия сақталу заңына сәйкес бұл бөлшектер сәуле болып шықпады. Чедвик бұл бөлшек протон массаысына жуық массаға ие екендігін айтты. Ол бұл нейтрал екендігін болжап, кейін бұл болжам тәжірибемен дәлелденді.
Нейтро арқасында Отто Ган және Фриц Штрасман уранды нейтронмен атқылап тұңғыш рет атом ядросын ыдыратқан еді. Бұл тәжірибе нейтронның эксперименталдық физикадағы елеулі рөлін бастады. Осы уақыттан бастап нейтрон кез-келген ядролық реакцияда қолданылатын болды. Мысалы атомдық реакторда отынның ыдырауы уран арқылы жүзеге асады. Нейтронның қазіргі таңда қолдану саласы өте кең. Ол тек ядролық, атомдық физикамен шектелмейді.

1. Нейтрон мен Нейтрино

Нейтрон (ағылшынның neutron, латынның neuter - ол да емес, басқа да емес), (n) - спині 12 және массасы протон массасынан аз ғана артық, электрлік бейтарап тін; адрондар класына жататын бариондар тобына енетін бөлшек. Еркін күйдегі Нейтрон - орнықсыз бөлшек, оның орташа өмір сүру уақыты 15,3 мин. Протондар мен Нейтрондардан барлық атом ядролары құралады. Нейтронды ағылшын физигі Дж.Чедвик ашты (1932). Негізгі сипаттамалары: массасы mn 1,67410 - 24г 1840me (me - электрон массасы); Q=0; бариондық заряды В=+1; лептондық заряды L=0; ғажайыптылығы S=0, әрі оның ішкі жұптылығы оң болады. Нейтрон ядролық энергетикада, трансурандық элементтер мен изотоптар өндірісінде, сондай-ақ, химиялық талдауда және геологиялық барлауда пайдаланылады. [1]
Түрлері
* Жылулық нейтрондар - кинетикалық энергиясы 510 - 3 эВ-тен 0,5 эВ-ке дейін болатын нейтрондар. Олар нейтрондарды баяулатқыш орта атомдарымен жылулық тепе-теңдікке дейін баяулату арқылы алынады.
* Аралық нейтрондар -кинетикалық энергиясы 10-100 кэВ нейтрондар.
Нейтрино (италияның neutrіno - кішкене нейтрон), (n) - жеңіл (массасы болмауы да мүмкін), спині 12-ге (ћ-бірлігінде) тең электрлік бейтарап бөлшек; тек әлсіз және гравитациялық өзара әсерлерге ғана қатысады. Нейтрино лептондар класына жатады, ал статистикалық қасиеттері бойынша фермиондар болып табылады. Нейтриноның үш типі белгілі: электрондық (е), мюондық , Нейтринолардың әрқайсысы басқа бөлшектермен әсерлескенде өздеріне сәйкес зарядталған лептондарға айнала алады. Оң Нейтрино сол Нейтриноға қатысты антибөлшек болып табылады. Олар антинейтрино деп аталады. Нейтрино жөніндегі түсінікті 1930 жылы швейцар физигі В.Паули β-ыдырау кезіндегі электрондардың үздіксіз энергетикалық спектрін түсіндіру мақсатында енгізді. Ол теория бойынша Нейтрино позитронмен, ал антинейтрино электронмен бірге жұп болып туады (мюондық,антинейтрино және Нейтрино осылайша анықталады). Нейтрино мен антинейтрино шашырағанда өз кезегімен белгілі бір таңбалы электр заряды бар лептон туады: Нейтрино - теріс, ал антинейтрино - оң зарядты лептонды туғызады.
Нейтрино деген не? Бұл - ядролық және термоядролық реакциялар кезiнде туатын элементарлы бөлшектер. Нейтрино өзге бөлшектермен әрекеттеспейдi, кез келген заттектен еш кедергiсiз өте алады. Сондықтан ғылым оны көп жыл бойы салмағы жоқ бөлшектер деп есептеген.
Нейтриноның электронды, мюонды және таонды түрлерi бар. Мәселен, Күн - электронды нейтриноның көзi. Осы нейтрино Жерге жеткенше, ешқайда жоғалмайды, тек басқа түрге өтедi. Бұл процестi Нобель сыйлығының жаңа иегерлерi "осцилляция" деп атаған. Осцилляция, яғни нейтриноның бiр түрден екiншiсiне өтуi үшiн әлгi бөлшектiң белгiлi бiр салмағы болуы керек. Бөлшектердiң салмағы болмашы ғана, нөлдiк мәннен сәл ғана жоғары.
Осы жаңалық физикадағы элементарлы бөлшектердiң стандартты теориясына қайшы. Ал бұл дегенiңiз, стандартты үлгiден тыс басқа физика бар екенiн көрсетедi. Демек, әзiрге ғалымдар Ғалам туралы көп нәрсе бiлмейдi деген көз.

2. Нейтрондар көздері.
Нейтрондар көздері
Нейтрон бөлшектерінінң бірнеше көзі бар:
* изотопты ыдару;
* ядролық реакторларда;
* нейтрондық генераторларда;
* фотоыдырау;
* пьезоэлектрлік кристалдағы нейтрон көзі.
Изотопты нейтрон көздері ядроның спонтанды ыдырауы немесе ядролық реакциялар нәтижесінде болады. Мысалы:ъ
9Be(α, n)12C. Альяфа сәулеллерінің көзі ретінде 210Pa,236Ra, 239Pu, 241Am пайдаланылады.Изотопты нейтрон препаратттын активтілігімен шектелещі. Және көбінесе 108нейтронс бөлшек шығарады.
Бұндай изотопты көздер нейтронның тұтас спектріне (0,1Мэв-12Мэв) және гамма сәулелерінің жоғарғы фонына ие.
Нейтрон көзінің екініші түрі ол ядролық реакторлар болып табылады.1942 жыл Э. Ферми ең алғашқы реактор жасаса, 1965 жылы ғана шоқтық зерттеулерге арналған реактор салынды.
Нейтрон шогын монохроматты қылдыру үшін арнайы бөгегіштер қажет. Айналып тұрған дискіні пайдалану арқылы тежеу, Ферми тежегіші деп аталады.
Біркелкі реакторларда суыту жүйесімен проблемалар боғандықтан импульсті реакторларды пайдалану тиімдірек.Импульстік реакторларды нейтрондардың көбею коэффиценті өте қысқа мерзімге к1 мәнге ие болады. Сол кезде нейтрондардың қатты импільсі пайда болады. Импульстік реакторлардын бірнеше түрлері болады. Өздігінен тоқтайтын, периодты импульы бар және бустерлер.
Нейтрондардың тағы бір көзі ол нейтронды генератор.Нейтронды генераторда осы реакция қолданылады.t(d;n)4He және d(d;n)3He. Ол реакциялар қимасының максимумы өте аз энеергияларды болады. Немесе альфа бөлшектерін қолдану арқылы конвертор нысанадан n бөлшектерінің шоғын алуға болады. Оның схемасы төменде көрсетілген (сурет 1).

Сурет 1. Нейтронды генератордың қарапайым сұлбасы

Нейтрондарды үдеткіштерде алу үшін d(t;n)3He реакциясын жиі қолданылады.
Фотоыдырау. Гамма сәулесі ядроға түскен кезде ол оны қоздырып ыдыратуға тырысады. Сол кезде γ бөлшегі туады.

γ+94Be=84Be+10n

γквант энергиясы мишеньді ыдыратпау мүмкін. Себебі оның энергиясы байланыс энергиясынан көп болуы керек.
Нейтрондарды алудың тағы бір әдісі ол тритий және дейтрий бөлшектерін үдетіп соқтыру арқылы нейтрондарды алуға болады.Мысалы қазіргі кезде АҚШ-та бұндай проект жүзеге асуда. Түзу үдеткіште Н теріс иондары 1 Гэв энергияға дейін үдетіліп, олардың электрондары алынып, протондар арнайы сақиаға жиналады. Содан кейін протондар үлкен үдеумен конвертер нысанаға түсіп, нысанадан нейтрондарды шығарады.
Пьезоэлеткрлік әдіс нейтрондарды алдың ең жаңа әдісі болып табылады. Арнайы камерада тұрған 2 пьезоэлектрик қыздырылады. Егер пьезоэлектрикті қыздырса онда оң полюс туады, ал суытса теріс полюс туады. Үлкен оң және кішкентай теріс полюсті тудыру арқылы қоршаған ортаның иондарын өз-ара соқтығысқа ұшыратады. Сол кезде нейтрондар пайда болады.

Нейтронның радиоактивті көздері
Нейтронды-радиоактивті ядролар табиғатта кездеспейді, нейтрондар (α;n) және (γ;n) реакцияларда пайда болады. Осының нәтижесінде қозған компаунд-ядро пайда болады, оның қозу энергиясы инерция орталығы жүйесінде байланыс энергиясы және соғылған бөлшек энергиясының қосындысына тең. Егер қозу энергиясы соңғы нейтронның байланыс энергиясынан көп болса, онда нейтрон пайда болады.

Радий-берийлілік нейтрон көздері
Ең кең қолданыс тапқан реакция α бөлшектермен Ве ядросын атқылау реакциясы болып табылады. Ол реакцяның кең қолданысқа ие болу себебі бұл реакцияда өте үлкен энергия шығуы пайда болады. Және нысана ядро зарядының аздығы және қиманың салыстырмалы түрде үлкендігі болып табылады.

9Ве + 4Не = 12С + n (Q=5.71Мэв)

Нейтрондар энергиясы бірнеше бірнегше кэВ-тан 12 Мэв дейін энергияға ие болады.
αбөлшектің көзі ретінде 210Ро кең қолдану себебі оның гамма активтілігінің төмендігі,болып табылады. Альфа бөлшектерінің энергиясы 5,3 Мэв. 210Ро ыдырау ықтималдығы 1,2 *10-5 тең болған кезде энергиялары 800 кэВ гамма кванттар пайда болады. 210Ро активтілігі 3,7*1010 альфа ыдырау с болған кезед нейтрондар ағыны 1,8*108 пайда болады.

Фотонейтрондық көздер
γ сәулеленуді ядролардың β ыдырауын жүргізетін нейтрондарды алу үшін пайдаланылады. Бұл жағдай (γ;n) ядролық реакциялар кезінде пайда болады. Осы реакцияларды жүргізу үшін тек 2 ядроларны аламыз. 2D (2,33 Мэв)және Ве (1,67 Мэв).
γ+2D= 11p+10n
γ+9Be= 84Be+10n
Еп - ұшып шығатын нейтрондар энергиясы.
Фотонейтрондық көздерді дайындаған кезде Ве және D2O жасалған сфераға гамма квант көзін қояды. Энергисы 10кэВ-тан 1Мэв-қа дейін моноэнергетикалық бөлшектерді алуға болады. Кемшіліг үлкен гамма фон. Олардың саны нейтрондар санынан 1000 есе көп. Нейтрон көздерніе 252Сf өте тиімді. Альфа ыдыраудын периоды 2,55 жыл. Нейтрондық белсенділік 2,5*106 нейтронс*мкг.
Нйетрондар көзі ретінде ядролық реактор. Нейтрондар көзі ретінде ядролық реактор болуы оның үлкен қуаттылығымен түсіндіріледі. Активті аймақтың бетіндегі 1017 және 1018 нейтронс өтеді. Нейтрондар энергиясының интервалы 10-3 эв және 20 Мэв. Нейтрондар реакторда ыдырау нәтижесінде пайда болады немесе радиоактивті өнімдердің ыдырау тізбегінде пайда болады. (γ;n) реакция нәтижесінде пайда болады. Бүкіл жағдайларда нейтрондарды шығару спектрі біртұтас.

Ядролық жарылыс нейтрондар көзі ретінде.
Өте үлкен нейтрондар ағынының жер астындағы ядролық жарылысты қолданатын эксперименталдық қондырғыдан алуға болады. Жарылыс кезінде 1 килотонна тротилл эквивалентіне 2*1023нейтрон пайда болады. Ол ағынды трансурандық элементтерді алуға пайдалануға болады. Термоядролық жарылыста 1 килотонна тротилге 10 есе көп нейтрондар ағыны сәйкес келеді. Бұл әдістің кемшілігі бұл әдіс бір рет ғана 10-6 с уақыт қимасында пайдалануға болады және ол әдіс салыстырмалы түрде қолжетімсіз.

Зарядталған бөлшектердің үдеткіш нысаналарынан алынған нейтрондар
А) электрондық үдеткіш нысаналарынан алынған нейтрондар
Ныснанф жылдам электрондар шоғымен атқылаған кезде нейтрондардың пайда болуы 2 сатылы процесс нәтижесінде жүзеге асады. Олар:
Электрондар тежеліп гамма сәулелерін шығарады.
(γ;n) реакциясының жүруі.
Қазіргі нейтрондар үдеткіштері нейтрондарды ұшып өту уақыты бойынша селекцияға пайдаанатын жеткілікті деңгейде қуатты нейтрон көздерін алуға мүмкіндік береді. Электрондар энергиясы 30Мэв болған кезде қалың уран нысанасынан 1011нейтронс*мкг шогы пайда болады. Нейтрондар спектрін осы формуламен сипаттауға болдаы.

Ф(Еп) =const*Еп exp[-EnT]

Қозған ядро энергиясы 1Мэв шамасында.
Б) Ауыр зарядталған бөлшектер үдеткіштерінен моноэнергетикалық емес электрондар шығады.
Ауыр зарядталған бөлшектермен атқыланатын кез-келген нысанадан, егер энергетикалық тиым салыну болмаса, нейтрондар пайда болады. Бұл өз кезегінде нейтрондардың пайда болуы нысананы энергиясы 20 Мэв энергиясынан көп энергиясы бар протондармен атқылаған кезде жүзеге асатының айтады. Және кез-келген дейтрондармен атқыланатын нысанада пайда болатының білдіреді. Энергиясы 20 Мэв-тан кем болған кезде нейтрондардың ең үлкен шығысын жеңіл ядроларды дейтрондармен атқылаған кезде нейтрндар пайда болады.
4. Нейтрондарды энергиялары бойынша кластарға бөлу. Жылдам нейтрондар. Жылдам нейтрондардың ядромен әсерлесуінің толық қимасы.

Ядролық жарылыс нейтрондар көзі ретінде.
Өте үлкен нейтрондар ағынының жер астындағы ядролық жарылысты қолданатын эксперименталдық қондырғыдан алуға болады. Жарылыс кезінде 1 килотонна тротилл эквивалентіне 2*1023нейтрон пайда болады. Ол ағынды трансурандық элементтерді алуға пайдалануға болады. Термоядролық жарылыста 1 килотонна тротилге 10 есе көп нейтрондар ағыны сәйкес ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Элементар бөлшектер
Элементар бөлшектер дегеніміз не?
Ядролық физика тақырыптарын факультатив сабақтарда қолдану
Элементар бөлшектер классификациясы
«Атом және ядролық физика курсынан негізгі түсініктемелер»
Ядролық физика
Атом энергетика мәселесі
Қазiргi заманның элементар бөлшектер физикасы
Атом ядросы және элементар бөлшектер физикасы
Радиоактивті сәулелердің спектрі және ядроның радиоактивті ыдыраудың түрлері
Пәндер