Шпаргалка по "Физике"

МэВ,  и  скорости  около  107м/с.  Такие  нейтроны  называются  быстрыми,  и

одинаково эффективно поглощаются как ураном-235, так и  ураном-238,  а  т.к.

тяжелого изотопа больше, а он не делится, то цепная реакция не  развивается.

Нейтроны, движущиеся со скоростям около 2(103м/с, называют тепловыми.  Такие

нейтроны активнее, чем быстрые, поглощаются ураном-235. Таким  образом,  для

осуществления управляемой ядерной реакции, необходимо замедлить нейтроны  до

тепловых скоростей. Наиболее  распространенными  замедлителями  в  реакторах

являются графит,  обычная  и  тяжелая  вода.  Для  того,  чтобы  коэффициент

деления  поддерживался  на  уровне  единицы,  используются   поглотители   и

отражатели. Поглотителями являются стержни из кадмия и  бора,  захватывающие

тепловые нейтроны, отражателем – бериллий.

Если в качестве горючего использовать уран, обогащенный  изотопом  с  массой

235, то реактор может работать  и без замедлителя  на  быстрых  нейтронах.  В

таком реакторе  большинство  нейтронов  поглощаются  ураном-238,  который  в

результате двух бета-распадов  становится  плутонием-239,  также  являющимся

ядерным топливом и исходным материалом  для  ядерного  оружия  [pic].  Таким

образом, реактор на быстрых  нейтронах  является  не  только  энергетической

установкой,  но  и  размножителем  горючего  для  реактора.   Недостаток   –

необходимость обогащения урана легким изотопом.

Энергия в ядерных реакциях выделяется не  только  за  счет  деления  тяжелых

ядер, но и  за  счет  соединения  легких.  Для  соединения  ядер  необходимо

преодолеть кулоновскую  силу  отталкивания,  что  возможно  при  температуре

плазмы около 107–108 К. Примером термоядерной реакции  служит  синтез  гелия

из дейтерия и трития [pic] или [pic]. При синтезе 1 грамма гелия  выделяется

энергия, эквивалентная сжиганию  10  тонн  дизельного  топлива.  Управляемая

термоядерная  реакция  возможна  при  нагревании   ее   до   соответствующей

температуры путем пропускания через нее электрического тока  или  с  помощью

лазера.

 

75. Биологическое  действие  ионизирующих  излучений.  Защита  от  радиации.

Применение радиоактивных изотопов.

Мерой воздействия любого вила излучения  на  вещество  является  поглощенная

доза  излучения.  Единицей  дозы  является  грэй,   равный   дозе,   которой

облученному веществу массой  1  кг  передается  энергия  в  1  джоуль.  Т.к.

физическое воздействие любого излучения на вещество  связано  не  столько  с

нагреванием, сколько с ионизацией, то введена единица  экспозиционной  дозы,

характеризующей ионизационное действие  излучения  на  воздух.  Внесистемной

единицей экспозиционной дозы является рентген,  равный  2.58(10-4Кл/кг.  При

экспозиционной дозе в 1 рентген в 1 см3 воздуха содержится 2  миллиарда  пар

ионов. При одинаковой поглощенной дозе действие  различных  видов  облучения

неодинаково. Чем тяжелее частица – тем сильнее ее действие  (впрочем,  более

тяжелую и  задержать  легче).  Различие  биологического  действия  излучения

характеризуется коэффициентом биологической  эффективности,  равном  единице

для гамма-лучей, 3 для тепловых нейтронов, 10 для нейтронов с  энергией  0.5

МэВ. Доза, умноженная на коэффициент, характеризует  биологическое  действие

дозы и называется  эквивалентной  дозой,  измеряется  в  зивертах.  Основным

механизмом  действия  на  организм  является  ионизация.  Ионы  вступают   в

химическую реакцию с клеткой и нарушают  ее  деятельность,  что  приводит  к

гибели или мутации клетки. Естественный фон облучения составляет  в  среднем

2 мЗв в год, для городов дополнительно +1 мЗв в год.

 

 

76. Абсолютность скорости света. Элементы СТО. Релятивистская динамика.

Опытным путем было установлено, что скорость света не  зависит  от  того,  в

какой системе отсчета находится наблюдатель. Также невозможно  разогнать  ни

одну элементарную частицу, например электрон, до скорости,  равной  скорости

света. Противоречие между этим фактом и  принципом  относительности  Галилея

был разрешен А.Эйнштейном. Основу его [специальной]  теории  относительности

составили два постулата: любые физические  процессы  протекают  одинаково  в

различных  инерциальных  системах  отсчета,  скорость  света  в  вакууме  не

зависит от скорости источника  света  и  наблюдателя.  Явление,  описываемые

теорией    относительности    называются    релятивистскими.    В     теории

относительности вводятся  два  класса  частиц  –  те,  которые  движутся  со

скоростями, меньшими с, и с которыми можно связать систему  отсчета,  и  те,

которые движутся со скоростями равными с, с которыми нельзя связать  системы

отсчета. Умножив это  неравенство  ([pic])  на  [pic],  получим  [pic].  Это

выражение представляет из  себя  релятивистский  закон  сложения  скоростей,

совпадающий с Ньютоновским при  v<