Jaderná energie, elementární èástice
Jaderné reakce
1. jaderná reakce 1919 Rutherford:
42He
+
147N
->
178O
+
11H
nejprve pomocí α èástice, po objevu neutronu i pomocí neutronu
objev neutronu (1932):
42He
+
94Be
->
126C
+
10n
detekce neutronù - nepøímo:
10n
+
105B
->
73Li
+
42He
pro jadernou reakci platí:
1)
spojený z. z. energie a hmotnosti
Σm0c²+Eka (+hf)
=
Σm´0c²+EkY+EkY (+hf´)
2)
z. z. hybnosti
3)
z. z. el. náboje
Za+ZX=ZY+Zb
E=c²(ma+mX-mY-mb)=Bc²
B - hmotnostní úbytek
B=ma+mX-mY-mb
E>0 - exoergické reakce
E<0 - endoergické reakce
pro jadernou energetiku jsou dùležité exoergické reakce:
Jaderná fúze
- sluèování lehèích jader v tìžší, které je stabilnìjší, uvolòuje se energie
11H
+
11H
–>
21H
+
e+
+
ν
probíhá ve hvìzdách, výchozí reakce cyklu, pøi kterém vzniká He
21H
+
31H
–>
42He
+
10n
21H
+
21H
–>
32He
+
10n
21H
+
21H
–>
31H
+
11H
31H v pøírodì v malém nožství
21H lze získat z tìžké vody
11H
+
115B
–>
342He
nevzniká neutron ani záøení gama
Štìpení tìžkých jader
øetìzová reakce probìhne tehdy, když je k dispozici tzv. kritické množství látky
10n
+
23592U
–>
14456Ba*
+
8936Kr*
+
310n
(*-excit. stav)
štìpné materiály:
pøírodní: U235
umìlé: U233, Pu239, Pu241
Jaderná energetika
1. jad. reaktor - 1942 Enrico Fermi (1938 Nobelova cena)
- 1. øetìzová jad. reakce
Systém èástic
èástice×antièástice
- stejné hmotnosti,
opaèný el. náboj a magn. moment
rozdìlení èástic podle spinu:
a)
fermiony (spin 0,5; 1,5) - platí pro nì Pauliho vyluèovací princip
b)
bosony (celoèíselný spin) - neplatí pro nì Pauliho vyluèovací princip
rozdìlení èástic podle sil:
1)
leptony - pùsobí slabé síly
(napø. e, ν)
2)
hadrony - pùsobí silné síly
- podle spinu se hadrony dìlí na:
a)
baryony (fermiony) (napø. p, n)
b)
mezony (bosony)
dnes je známo více než 100 èástic (nejprve byla jejich existence pøedpovìzena, pak byly objeveny)
leptony považujeme za elementární
hadrony složeny z kvarkù:
baryony ze 3 kvarkù,
mezony z kvarku a antikvarku