Fission ng uranium nuclei at chain reaction. Mga chain reaction

Ang chain reaction ay self-perpetuating kemikal na reaksyon, kung saan ang mga unang lumalabas na produkto ay nakikibahagi sa pagbuo ng mga bagong produkto. Ang mga chain reaction ay kadalasang nangyayari sa mataas na bilis at madalas ay may katangian ng isang pagsabog.

Ang mga chain reaction ay dumaan sa tatlong pangunahing yugto: pinagmulan (initiation), development at chain termination.

kanin. 9.13. Ang profile ng enerhiya ng isang reaksyon (isang plot ng potensyal na enerhiya laban sa coordinate ng reaksyon) na nagpapakita ng isang minimum na tumutugma sa pagbuo ng isang intermediate ng reaksyon.

Yugto ng pagsisimula. Sa yugtong ito, nangyayari ang pagbuo ng mga intermediate (intermediate na produkto). Ang mga intermediate ay maaaring mga atom, ion o neutral na molekula. Ang pagsisimula ay maaaring magawa sa pamamagitan ng liwanag, nuclear radiation, thermal (thermal) na enerhiya, anion, o mga catalyst.

Yugto ng pag-unlad. Sa yugtong ito, ang mga intermediate ay tumutugon sa mga orihinal na reactant upang bumuo ng mga bagong intermediate at huling mga produkto. Ang yugto ng pag-unlad sa mga reaksyon ng kadena ay paulit-ulit nang maraming beses, na humahantong sa pagbuo ng isang malaking bilang ng mga pangwakas at intermediate na mga produkto.

Stage ng circuit break. Sa yugtong ito, ang pangwakas na pagkonsumo ng mga intermediate na produkto o ang kanilang pagkasira ay nangyayari. Bilang resulta, huminto ang reaksyon. Ang chain reaction ay maaaring kusang masira o sa ilalim ng impluwensya ng mga espesyal na sangkap- mga inhibitor.

Naglalaro ang mga chain reaction mahalagang papel sa maraming sangay ng kimika, partikular sa photochemistry, combustion chemistry, nuclear fission reactions at nuclear fusion (tingnan ang Kabanata 1), sa organikong kimika(tingnan ang mga kabanata 17-20).

Photochemistry

Ang sangay ng kimika na ito ay sumasaklaw sa mga prosesong kemikal na nauugnay sa epekto ng liwanag sa bagay. Ang isang halimbawa ng proseso ng photochemical ay photosynthesis.

Maraming chain reaction ang pinasimulan ng liwanag. Ang panimulang particle sa kasong ito ay isang photon, na may enerhiya (tingnan ang Seksyon 1.2). Ang isang klasikong halimbawa ay ang reaksyon sa pagitan ng hydrogen at chlorine sa pagkakaroon ng liwanag

Ang reaksyong ito ay nagpapatuloy nang paputok. Kabilang dito ang sumusunod na tatlong yugto.

Pagtanggap sa bagong kasapi. Sa yugtong ito, ang covalent bond sa chlorine molecule ay nasira, na nagreresulta sa pagbuo ng dalawang atoms, bawat isa ay may isang hindi magkapares na electron:

Ang isang reaksyon ng ganitong uri ay homolysis, o hemolytic division (tingnan ang Seksyon 17.3). Isa rin itong halimbawa ng photolysis. Ang terminong photolysis ay nangangahulugan ng photochemical decomposition. Ang dalawang chlorine atom na nabuo ay mga intermediate. Sila ay mga radikal. Ang radikal ay isang atom (o grupo ng mga atomo) na mayroong kahit isang hindi pares na elektron. Dapat pansinin na kahit na ang yugto ng pagsisimula ay ang pinakamabagal na yugto ng reaksyon ng kadena, hindi nito tinutukoy ang bilis ng buong reaksyon ng kadena.

Yugto ng pag-unlad. Sa yugtong ito, ang mga atomo ng klorin ay tumutugon sa mga molekula ng hydrogen, na bumubuo ng pangwakas na produkto - hydrogen chloride, pati na rin ang mga radikal na hydrogen. Ang mga radikal na hydrogen ay tumutugon sa mga molekula ng klorin; bilang isang resulta, ang mga bagong bahagi ng produkto at mga bagong chlorine radical ay nabuo:

Ang dalawang reaksyong ito, na magkasamang bumubuo sa yugto ng pag-unlad, ay paulit-ulit na milyun-milyong beses.

Stage ng circuit break. Ang chain reaction sa wakas ay huminto bilang isang resulta

mga reaksyon tulad ng

Upang masipsip ang enerhiya na inilabas sa panahon ng mga reaksyon ng pagwawakas ng kadena, kinakailangan para sa ilang ikatlong katawan na makilahok sa mga ito. Ang ikatlong katawan na ito ay karaniwang ang mga dingding ng sisidlan kung saan isinasagawa ang reaksyon.

Quantum yield

Ang pagsipsip ng isang photon ng liwanag ng isang chlorine molecule sa chain reaction na inilarawan sa itaas ay maaaring magresulta sa pagbuo ng milyun-milyong hydrogen chloride molecule. Ang ratio ng bilang ng mga molecule ng produkto sa bilang ng light quanta (photon) na nagpapasimula ng reaksyon ay tinatawag na quantum yield. Ang quantum yield ng mga photochemical reaction ay maaaring mula sa isa hanggang ilang milyon. Ang mataas na quantum yield ay nagpapahiwatig ng chain nature ng reaksyon na nagaganap.

Pulse photolysis

Ito ang pangalan ng pamamaraan na ginamit upang makakuha ng mga radical sa isang konsentrasyon na sapat na mataas upang makita ang mga ito. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 9.14 ang isang pinasimple na diagram ng setup na ginamit para sa flash photolysis. Naaapektuhan ang pinaghalong reaksyon

kanin. 9.14. Pulsed photolysis.

na may malakas na flash ng liwanag mula sa isang espesyal na pulsed source. Ang ganitong pinagmulan ay ginagawang posible na lumikha ng mga flash ng liwanag na may lakas na hanggang 105 J at may tagal ng pagkakasunud-sunod ng s o mas kaunti. Mga modernong pamamaraan Gumagamit ang pulsed photolysis ng mga pulsed laser na may flash na tagal ng pagkakasunud-sunod ng isang nanosecond (10-9 s). Ang reaksyon na nagaganap bilang isang resulta ng isang flash ng liwanag ay maaaring masubaybayan sa pamamagitan ng pagtatala ng isang pagkakasunud-sunod ng optical absorption spectra ng reaction mixture. Ang unang flash ay sinusundan ng isang serye ng mga flash mula sa isang low-power pulsed source. Ang mga flash na ito ay sumusunod sa isa't isa sa pagitan ng pagkakasunud-sunod ng mga millisecond o microsecond at ginagawang posible na itala ang spectra ng pagsipsip ng pinaghalong reaksyon sa naturang mga agwat ng oras.

Pagkasunog

Ang reaksyon sa oxygen, na nagreresulta sa paglabas ng enerhiya ng init at liwanag, ay tinatawag na combustion. Karaniwang nangyayari ang pagkasunog bilang isang kumplikadong pagkakasunud-sunod ng mga radikal na reaksyon.

Kunin natin ang hydrogen combustion bilang isang halimbawa. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang reaksyong ito ay nangyayari nang paputok. Sa Fig. Ang Figure 9.15 ay nagpapakita ng pang-eksperimentong data para sa reaksyon ng isang stoichiometric na pinaghalong hydrogen at oxygen sa isang Pyrex reactor. Ang may kulay na lugar ng diagram ay tumutugma sa paputok na rehiyon ng reaksyong ito. Para sa hydrogen combustion reaction, ang seksyong ito ng diagram ay may hugis ng paputok na peninsula. Ang lugar ng pagsabog ay limitado ng mga hangganan ng pagsabog.

kanin. 9.15. Mga kondisyon para sa paputok na paglitaw ng reaksyon ng pagkasunog ng hydrogen:

Nuclear chain reaction- isang self-sustaining fission reaction ng mabibigat na nuclei, kung saan ang mga neutron ay patuloy na nagagawa, na naghahati ng higit pa at mas maraming bagong nuclei. sa iba't ibang direksyon, at dalawa o tatlong neutron. Mga kinokontrol na chain reaction isinasagawa sa mga nuclear reactor o nuclear boiler. Kasalukuyan kinokontrol na mga reaksyon ng kadena ay isinasagawa sa mga isotopes ng uranium-235, uranium-233 (artipisyal na nakuha mula sa thorium-232), plutonium-239 (artipisyal na nakuha mula sa urium-238), pati na rin ang plutonium-241. Ang isang napakahalagang gawain ay ang paghiwalayin ang isotope nito, ang uranium-235, mula sa natural na uranium. Mula sa pinakaunang mga hakbang ng pag-unlad ng teknolohiyang nuklear, ang paggamit ng uranium-235 ay napakahalaga; ang pagkuha nito sa dalisay nitong anyo ay, gayunpaman, mahirap sa teknikal, dahil ang uranium-238 at uranium-235 ay hindi mapaghihiwalay sa kemikal.

50. Nuclear reactors. Mga prospect para sa paggamit ng thermonuclear energy.

Nuclear reactor ay isang aparato kung saan nangyayari ang isang kontroladong nuclear chain reaction, na sinamahan ng paglabas ng enerhiya. Ang unang nuclear reactor ay itinayo at inilunsad noong Disyembre 1942 sa USA sa ilalim ng pamumuno ni E. Fermi. Ang unang reaktor na itinayo sa labas ng Estados Unidos ay ang ZEEP, na inilunsad sa Canada noong Disyembre 25, 1946. Sa Europa, ang unang nuclear reactor ay ang pag-install ng F-1, na nagsimulang magtrabaho noong Disyembre 25, 1946 sa Moscow sa ilalim ng pamumuno ni I.V. Kurchatov. Noong 1978, humigit-kumulang isang daang nuclear reactors ang nagpapatakbo na sa mundo iba't ibang uri. Ang mga bahagi ng anumang nuclear reactor ay: isang core na may nuclear fuel, kadalasang napapalibutan ng isang neutron reflector, isang coolant, isang chain reaction control system, radiation protection, at isang remote control system. Ang reactor vessel ay napapailalim sa pagsusuot (lalo na sa ilalim ng impluwensya ng ionizing radiation). Ang pangunahing katangian ng isang nuclear reactor ay ang kapangyarihan nito. Ang lakas na 1 MW ay tumutugma sa isang chain reaction kung saan 3·1016 fission event ang nangyari sa loob ng 1 segundo. Ang pananaliksik sa pisika ng mataas na temperatura ng plasma ay isinasagawa pangunahin na may kaugnayan sa pag-asam ng paglikha ng isang thermonuclear reactor. Ang pinakamalapit na mga parameter sa isang reaktor ay mga pag-install ng uri ng tokamak. Noong 1968, inihayag na ang pag-install ng T-3 ay umabot sa temperatura ng plasma na sampung milyong degree, sa pagbuo ng direksyong ito na ang mga siyentipiko mula sa maraming bansa ay nakatuon sa kanilang mga pagsisikap sa nakalipas na mga dekada. Ang unang pagpapakita ng sarili -Ang pagpapanatili ng thermonuclear reaction ay dapat isagawa sa pasilidad na itinatayo sa France sa pamamagitan ng pagsisikap ng iba't-ibang bansa tokamak ITER. Ang buong-scale na paggamit ng mga thermonuclear reactor sa sektor ng enerhiya ay inaasahan sa ikalawang kalahati ng ika-21 siglo. Bilang karagdagan sa mga tokamaks, may iba pang mga uri ng magnetic traps para sa pagkulong ng mataas na temperatura na plasma, halimbawa, ang tinatawag na open traps. Dahil sa isang bilang ng mga tampok, maaari silang humawak ng high-pressure na plasma at samakatuwid ay may magagandang prospect bilang makapangyarihang mga mapagkukunan ng mga thermonuclear neutron, at sa hinaharap bilang mga thermonuclear reactor.

Nakamit ang pag-unlad sa mga nakaraang taon sa Institute of Nuclear Physics SB RAS sa mga pag-aaral ng modernong axisymmetric open traps ay nagpapahiwatig ng pangako ng diskarteng ito. Ang mga pag-aaral na ito ay nagpapatuloy, at kasabay nito, ang BINP ay gumagawa ng isang disenyo para sa isang susunod na henerasyong pasilidad, na magagawa nang magpakita ng mga parameter ng plasma na malapit sa isang reaktor.

Diagram ng isang bombang nuklear

Fission chain reaction

Ang mga pangalawang neutron na ibinubuga sa panahon ng nuclear fission (2.5 bawat fission act) ay maaaring magdulot ng mga bagong fission act, na ginagawang posible ang chain reaction. Ang fission chain reaction ay nailalarawan sa pamamagitan ng neutron multiplication factor K, na katumbas ng ratio ng bilang ng mga neutron sa isang naibigay na henerasyon sa kanilang bilang sa nakaraang henerasyon. Isang kinakailangang kondisyon ang pagbuo ng isang fission chain reaction ay . Sa mas kaunti, imposible ang reaksyon. Kapag ang reaksyon ay nangyayari sa isang pare-parehong bilang ng mga neutron (palagiang kapangyarihan ng enerhiya na inilabas). Ito ay isang self-sustaining reaksyon. Sa - damped na reaksyon. Ang multiplication factor ay depende sa likas na katangian ng fissile material, ang laki at hugis ng core. Ang pinakamababang masa ng fissile na materyal na kinakailangan upang magsagawa ng chain reaction ay tinatawag na kritikal. Para sa kritikal na masa ay 9 kg, habang ang radius ng uranium ball ay 4 cm.

Ang mga chain reaction ay maaaring kontrolado o hindi makontrol. Ang pagsabog ng atomic bomb ay isang halimbawa ng isang hindi nakokontrol na reaksyon. Ang nuclear charge ng naturang bomba ay dalawa o higit pang piraso ng halos purong o. Ang masa ng bawat piraso ay mas mababa kaysa sa kritikal, kaya ang isang chain reaction ay hindi mangyayari. Samakatuwid, para mangyari ang pagsabog, sapat na upang pagsamahin ang mga bahaging ito sa isang piraso, na may mass na mas malaki kaysa sa kritikal. Dapat itong gawin nang napakabilis at ang koneksyon ng mga piraso ay dapat na napakahigpit. Kung hindi, ang nuclear charge ay lilipad bago ito magkaroon ng oras upang mag-react. Para sa koneksyon gamitin ang karaniwan pampasabog. Ang shell ay nagsisilbing isang neutron reflector at, bilang karagdagan, pinapanatili ang nuclear charge mula sa sputtering hanggang ang maximum na bilang ng nuclei ay naglalabas ng lahat ng enerhiya sa panahon ng fission. Ang chain reaction sa isang atomic bomb ay napupunta sa mabilis na mga neutron. Sa panahon ng pagsabog, bahagi lamang ng mga neutron ng isang nuclear charge ang may oras upang mag-react. Ang chain reaction ay humahantong sa pagpapalabas ng napakalaking enerhiya. Ang temperatura na umuunlad ay umabot sa mga degree. Mapangwasak na puwersa Ang bombang ibinagsak ng mga Amerikano sa Hiroshima ay katumbas ng pagsabog ng 20,000 toneladang trinitrotoluene. Ang kapangyarihan ng bagong sandata ay daan-daang beses na mas malaki kaysa sa nauna. Kung idaragdag natin dito na ang isang pagsabog ng atom ay nagbubunga ng isang malaking bilang ng mga fragment ng fission, kabilang ang mga napakatagal na buhay, kung gayon magiging malinaw kung gaano kakila-kilabot na panganib ang mga sandata na ito sa sangkatauhan.

Sa pamamagitan ng pagpapalit ng neutron multiplication factor, maaaring makamit ang isang kinokontrol na chain reaction. Ang aparato kung saan ito isinasagawa kinokontrol na tugon, ay tinatawag na nuclear reactor. Ang fissile na materyal ay natural o enriched uranium. Upang maiwasan ang radiative capture ng mga neutron sa pamamagitan ng uranium nuclei, ang medyo maliit na mga bloke ng fissile na materyal ay inilalagay sa ilang distansya mula sa isa't isa, at ang mga puwang ay puno ng isang sangkap na nagpapabagal sa mga neutron (moderator). Ang neutron moderation ay nangyayari dahil sa elastic scattering. Sa kasong ito, ang enerhiya na nawala ng particle na pinabagal ay depende sa ratio ng mga masa ng nagbabanggaan na mga particle. Pinakamataas na halaga Ang enerhiya ay nawawala kung ang mga particle ay may parehong masa. Tinutugunan ng Deuterium, graphite at beryllium ang kundisyong ito. Ang unang uranium-graphite reactor ay inilunsad noong 1942 sa Unibersidad ng Chicago sa ilalim ng pamumuno ng natitirang Italyano na pisiko na si Fermi. Upang ipaliwanag ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng reaktor, isaalang-alang ang isang tipikal na diagram ng isang thermal neutron reactor sa Fig. 1.

Fig.1.

SA core Ang reactor ay naglalaman ng mga elemento ng gasolina 1 at isang moderator 2, na nagpapabagal sa mga neutron sa mga thermal speed. Ang mga elemento ng gasolina (fuel rods) ay mga bloke ng fissile material na nakapaloob sa isang selyadong shell na mahinang sumisipsip ng mga neutron. Dahil sa enerhiya na inilabas sa panahon ng nuclear fission, ang mga elemento ng gasolina ay pinainit, at samakatuwid, para sa paglamig, inilalagay sila sa daloy ng coolant (3-5 - coolant channel). Ang core ay napapalibutan ng reflector na nagpapababa ng neutron leakage. Ang chain reaction ay kinokontrol ng mga espesyal na control rod na gawa sa mga materyales na malakas na sumisipsip ng mga neutron. Ang mga parameter ng reaktor ay kinakalkula upang kapag ang mga rod ay ganap na nakapasok, ang reaksyon ay malinaw na hindi nangyayari. Habang ang mga rod ay unti-unting tinanggal, ang neutron multiplication factor ay tumataas at sa isang tiyak na posisyon ay umabot sa pagkakaisa. Sa sandaling ito ang reaktor ay nagsisimulang gumana. Habang tumatakbo ang reactor, bumababa ang dami ng fissile material sa core at nahawahan ito ng fission fragment, na maaaring may kasamang malalakas na neutron absorbers. Upang maiwasan ang paghinto ng reaksyon, ang mga control rod ay unti-unting tinanggal mula sa core gamit ang isang awtomatikong aparato. Ang ganitong kontrol sa mga reaksyon ay posible dahil sa pagkakaroon ng mga naantalang neutron na ibinubuga ng fissile nuclei na may pagkaantala ng hanggang 1 minuto. Kapag nasunog ang nuclear fuel, humihinto ang reaksyon. Bago i-restart ang reactor, ang nasunog na nuclear fuel ay aalisin at ang bagong gasolina ay ikinarga. Ang reaktor ay mayroon ding mga emergency rod, ang pagpapakilala nito ay agad na huminto sa reaksyon. Nuclear reactor ay isang malakas na pinagmumulan ng tumagos na radiation, humigit-kumulang beses na mas mataas kaysa sanitary standards. Samakatuwid, ang anumang reaktor ay may biological na proteksyon - isang sistema ng mga screen na gawa sa mga proteksiyon na materyales (halimbawa, kongkreto, tingga, tubig) - na matatagpuan sa likod ng reflector nito, at isang remote control.

Una kapangyarihang nukleyar ay ginamit para sa mapayapang layunin sa USSR. Sa Obninsk noong 1954, sa ilalim ng pamumuno ni Kurchatov, ang una nuclear power plant na may kapasidad na 5 MW.

Gayunpaman, ang uranium thermal neutron reactors ay maaaring malutas ang problema ng power supply sa isang limitadong sukat, na tinutukoy ng dami ng uranium.

Ang pinaka-promising na paraan upang bumuo ng nuclear energy ay ang pagbuo ng mabilis na neutron reactors, ang tinatawag na breeder reactors. Ang reaktor na ito ay gumagawa ng higit pa nuclear fuel kaysa sa kinakain nito. Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa mabilis na mga neutron, kaya hindi lamang ngunit maaari ring lumahok dito, na nagiging. Ang huli ay maaaring chemically separated mula sa. Ang prosesong ito ay tinatawag na nuclear fuel breeding. Sa mga espesyal na breeder reactor, ang nuclear fuel breeding factor ay lumampas sa isa. Ang core ng mga breeder ay isang haluang metal ng isotope-enriched uranium na may mabigat na metal na sumisipsip ng maliliit na neutron. Ang mga breeder reactor ay walang moderator. Kontrolin ang mga naturang reactor sa pamamagitan ng paggalaw ng reflector o pagpapalit ng masa ng fissile material.

Ang mga pangalawang neutron na ibinubuga sa panahon ng nuclear fission ay maaaring magdulot ng mga bagong kaganapan sa fission, na ginagawang posible na fission chain reaction - isang nuclear reaction kung saan ang mga particle na nagdudulot ng reaksyon ay nabuo bilang mga produkto ng reaksyon. Ang fission chain reaction ay nailalarawan sa pamamagitan ng salik ng pagpaparamik neutrons, na katumbas ng ratio ng bilang ng mga neutron sa isang naibigay na henerasyon sa kanilang bilang sa nakaraang henerasyon. Isang kinakailangang kondisyon para sa pagbuo ng isang fission chain reaction ay pangangailangank 1.

Lumalabas na hindi lahat ng pangalawang neutron na ginawa ay nagdudulot ng kasunod na nuclear fission, na humahantong sa pagbaba sa multiplication factor. Una, dahil sa may hangganang sukat core(ang espasyo kung saan nangyayari ang chain reaction) at ang mataas na kakayahang tumagos ng mga neutron, ang ilan sa kanila ay aalis sa aktibong sona bago makuha ng anumang nucleus. Pangalawa, ang ilan sa mga neutron ay nakuha ng nuclei ng mga non-fissile impurities, na laging naroroon sa core. Bilang karagdagan, kasama ng fission, maaaring mangyari ang mga nakikipagkumpitensyang proseso ng radiative capture at inelastic scattering.

Ang multiplication factor ay nakasalalay sa likas na katangian ng fissile substance, at para sa isang naibigay na isotope, sa dami nito, pati na rin ang laki at hugis ng aktibong zone. Tinatawag ang pinakamababang sukat ng aktibong zone kung saan posible ang isang chain reaction kritikal na sukat. Ang pinakamababang masa ng fissile na materyal na matatagpuan sa isang sistema ng mga kritikal na sukat na kinakailangan upang ipatupad chain reaction, tinawag kritikal na masa.

Ang bilis ng pag-unlad ng mga reaksyon ng kadena ay iba. Hayaan T- ang average na habang-buhay ng isang henerasyon, at N- bilang ng mga neutron sa isang naibigay na henerasyon. Sa susunod na henerasyon ay pantay ang kanilang bilang kN, ibig sabihin, ang pagtaas ng bilang ng mga neutron bawat henerasyon dN= kN-N=N(k- 1). Ang pagtaas sa bilang ng mga neutron sa bawat yunit ng oras, ibig sabihin, bilis

pagtaas ng chain reaction,

dN/dt=N(k-1)/T (266.1)

Pagsasama-sama (266.1), nakuha namin

N=N 0 e (k-1)t/T ,

saan Hindi ay ang bilang ng mga neutron sa unang sandali ng oras, at N-kanilang numero sa isang pagkakataon t. N ay tinutukoy ng tanda (k-1). Sa k> 1 darating pagbuo ng reaksyon, ang bilang ng mga fission ay patuloy na tumataas at ang reaksyon ay maaaring maging paputok. Sa k= 1 napupunta reaksyon sa sarili kung saan ang bilang ng mga neutron ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon. Sa k<1 идет kumukupas na reaksyon.

Ang mga chain reaction ay nahahati sa pinamamahalaan at hindi pinamamahalaan. Ang pagsabog ng atomic bomb, halimbawa, ay isang hindi nakokontrol na reaksyon. Upang maiwasan ang pagsabog ng atomic bomb sa panahon ng pag-iimbak, ang 235 92 U (o 2 39 94 Pu) sa loob nito ay nahahati sa dalawang bahagi na malayo sa isa't isa na may mas mababang kritikal. Pagkatapos, sa tulong ng isang ordinaryong pagsabog, ang mga masa na ito ay magkakalapit, ang kabuuang masa ng fissile substance ay nagiging mas malaki kaysa sa kritikal at ang isang sumasabog na chain reaction ay nangyayari, na sinamahan ng agarang pagpapakawala ng isang malaking halaga ng enerhiya at malaking pagkawasak. . Nagsisimula ang explosive reaction dahil sa mga available na neutron mula sa spontaneous fission o neutrons mula sa cosmic radiation. Ang mga kinokontrol na chain reaction ay nangyayari sa mga nuclear reactor (tingnan ang §267).

Mayroong tatlong isotopes sa kalikasan na maaaring magsilbi bilang nuclear fuel (235 92 U: ang natural na uranium ay naglalaman ng humigit-kumulang 0.7%) o mga hilaw na materyales para sa produksyon nito (232 90 Th at 238 92 U : Ang natural na uranium ay naglalaman ng humigit-kumulang 99.3%). Ang 232 90 Th ay nagsisilbing panimulang produkto para sa paggawa ng artipisyal na nuclear fuel 233 92 U (tingnan ang reaksyon (265.2)), at 238 92 U, na sumisipsip ng mga neutron, sa pamamagitan ng dalawang magkasunod na  - - nabubulok - upang maging 2 39 94 Pu nucleus:

Ang mga reaksyon (266.2) at (265.2), sa gayon, nagbubukas ng tunay na posibilidad ng pagpaparami ng nuclear fuel sa proseso ng isang fission chain reaction.

Ito ay isang proseso kung saan ang isang reaksyon na isinasagawa ay nagdudulot ng mga kasunod na reaksyon ng parehong uri.

Sa panahon ng fission ng isang uranium nucleus, ang mga nagreresultang neutron ay maaaring maging sanhi ng fission ng iba pang uranium nuclei, at ang bilang ng mga neutron ay tumataas tulad ng isang avalanche.

Ang ratio ng bilang ng mga neutron na ginawa sa isang kaganapan ng fission sa bilang ng mga naturang neutron sa nakaraang kaganapan ng fission ay tinatawag na neutron multiplication factor k.

Kapag ang k ay mas mababa sa 1, ang reaksyon ay nabubulok, dahil ang bilang ng mga hinihigop na neutron ay mas malaki kaysa sa bilang ng mga bagong nabuo.
Kapag ang k ay mas malaki sa 1, ang pagsabog ay nangyayari halos kaagad.
Kapag k ay katumbas ng 1, nangyayari ang isang kontroladong nakatigil na chain reaction.

Ang chain reaction ay sinamahan ng pagpapalabas ng malaking halaga ng enerhiya.

Upang magsagawa ng isang chain reaction, hindi posible na gumamit ng anumang nuclei na fission sa ilalim ng impluwensya ng mga neutron.

Ang kemikal na elementong uranium, na ginamit bilang panggatong para sa mga nuclear reactor, ay natural na binubuo ng dalawang isotopes: uranium-235 at uranium-238.

Sa likas na katangian, ang uranium-235 isotopes ay bumubuo lamang ng 0.7% ng kabuuang uranium na reserba, ngunit sila ang mga angkop para sa pagsasagawa ng isang chain reaction, dahil fission sa ilalim ng impluwensya ng mabagal na neutron.

Ang uranium-238 nuclei ay maaaring mag-fission lamang sa ilalim ng impluwensya ng high-energy neutrons (fast neutrons). 60% lamang ng mga neutron na ginawa sa panahon ng fission ng uranium-238 nucleus ang may ganitong enerhiya. Humigit-kumulang 1 lamang sa 5 neutron na ginawa ang nagiging sanhi ng nuclear fission.

Mga kondisyon para sa isang chain reaction sa uranium-235:

Ang pinakamababang halaga ng gasolina (kritikal na masa) na kinakailangan upang magsagawa ng isang kinokontrol na chain reaction sa isang nuclear reactor
- ang bilis ng mga neutron ay dapat magdulot ng fission ng uranium nuclei
- kawalan ng mga impurities na sumisipsip ng mga neutron

Kritikal na masa:

Kung ang masa ng uranium ay maliit, ang mga neutron ay lilipad sa labas nito nang hindi gumagalaw
- kung malaki ang masa ng uranium, posible ang pagsabog dahil sa malakas na pagtaas ng bilang ng mga neutron
- kung ang masa ay tumutugma sa kritikal na masa, isang kinokontrol na reaksyon ng kadena ang nangyayari

Para sa uranium-235, ang kritikal na masa ay 50 kg (ito ay, halimbawa, isang bola ng uranium na may diameter na 9 cm).

Ang unang kinokontrol na chain reaction - USA noong 1942 (E. Fermi)
Sa USSR - 1946 (I.V. Kurchatov).

Ang batas ni Faraday ng electromagnetic induction ay ang pangunahing batas ng electrodynamics tungkol sa mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga transformer, chokes, at maraming uri ng electric motors

At mga generator. Ang batas ay nagsasaad:

Ang batas ni Faraday bilang dalawang magkaibang phenomena[baguhin | i-edit ang teksto ng wiki]

Napansin ng ilang physicist na ang batas ni Faraday ay naglalarawan ng dalawang magkaibang phenomena sa isang equation: motor EMF, na nabuo sa pamamagitan ng pagkilos ng isang magnetic force sa isang gumagalaw na wire, at transpormer EMF, na nabuo sa pamamagitan ng pagkilos ng electric force dahil sa mga pagbabago sa magnetic field. Binigyang-pansin ni James Clerk Maxwell ang katotohanang ito sa kanyang trabaho Tungkol sa mga pisikal na linya ng puwersa noong 1861. Sa ikalawang kalahati ng Bahagi II ng gawaing ito, nagbibigay si Maxwell ng hiwalay na pisikal na paliwanag para sa bawat isa sa dalawang penomena na ito. Ang sanggunian sa dalawang aspetong ito ng electromagnetic induction ay makukuha sa ilang modernong aklat-aralin. Tulad ng isinulat ni Richard Feynman:

Batas ni Lorentz[baguhin | i-edit ang teksto ng wiki]

singilin q sa konduktor sa kaliwang bahagi ng loop ay nakakaranas ng puwersa ng Lorentz q v× B k = −q v B(x C − w / 2) j (j,k- mga vector ng yunit sa mga direksyon y At z; tingnan ang produkto ng vector ng mga vector), na nagiging sanhi ng emf (trabaho sa bawat unit charge) v ℓ B(x C − w / 2) kasama ang buong haba ng kaliwang bahagi ng loop. Sa kanang bahagi ng loop, ang katulad na pangangatwiran ay nagpapakita na ang emf ay katumbas ng v ℓ B(x C + w / 2). Dalawang emf na magkatapat ang itinutulak ang positibong singil patungo sa ilalim ng loop. Kung sakaling ang field B tataas sa kahabaan ng x, ang puwersa sa kanang bahagi ay magiging mas malaki at ang agos ay dadaloy nang pakanan. Gamit ang panuntunan ng kanang kamay, nakita natin na ang field B, na nilikha ng kasalukuyang, ay kabaligtaran sa inilapat na field. Ang emf na nagiging sanhi ng kasalukuyang ay dapat tumaas sa isang counterclockwise na direksyon (kumpara sa kasalukuyang). Ang pagdaragdag ng emf sa isang counterclockwise na direksyon kasama ang loop na nakita namin:

Batas ni Faraday[baguhin | i-edit ang teksto ng wiki]

Ang isang intuitively na kaakit-akit ngunit may depektong diskarte sa paggamit ng flow rule ay nagpapahayag ng daloy sa isang circuit bilang Φ B = Bwℓ, saan w- lapad ng gumagalaw na loop. Ang expression na ito ay independiyente sa oras, kaya mali itong sumunod na walang emf na nabuo. Ang error sa pahayag na ito ay hindi nito isinasaalang-alang ang buong landas ng kasalukuyang sa pamamagitan ng closed loop.

Upang magamit nang tama ang panuntunan ng daloy, dapat nating isaalang-alang ang buong kasalukuyang landas, na kinabibilangan ng landas sa mga rim sa itaas at ibabang rim. Maaari tayong pumili ng di-makatwirang saradong landas sa pamamagitan ng mga rim at umiikot na loop, at gamit ang batas ng daloy, hanapin ang emf sa landas na ito. Ang anumang landas na may kasamang segment na katabi ng isang umiikot na loop ay isinasaalang-alang ang kaugnay na paggalaw ng mga bahagi ng chain.

Bilang halimbawa, isaalang-alang ang isang landas na dumadaan sa itaas na bahagi ng kadena sa direksyon ng pag-ikot ng itaas na disk, at sa ibabang bahagi ng kadena - sa kabaligtaran na direksyon na may paggalang sa mas mababang disk (ipinapakita ng mga arrow sa Fig . 4). Sa kasong ito, kung ang umiikot na loop ay lumihis ng isang anggulo θ mula sa collector loop, maaari itong ituring bilang bahagi ng isang silindro na may isang lugar. A = rℓθ. Ang lugar na ito ay patayo sa field B, at ang kontribusyon nito sa daloy ay katumbas ng:

kung saan negatibo ang sign dahil ayon sa right-hand rule ang field B , na nabuo ng isang loop na may kasalukuyang, sa tapat ng direksyon sa inilapat na field B". Dahil ito lamang ang bahagi ng flux na umaasa sa oras, ayon sa batas ng flux ang emf ay:

alinsunod sa pormula ng batas ni Lorentz.

Ngayon isaalang-alang ang isa pang landas, kung saan pipiliin nating dumaan sa mga gilid ng mga disk sa magkasalungat na mga segment. Sa kasong ito ang nauugnay na thread ay magiging bumaba na may pagtaas ng θ, ngunit ayon sa panuntunan sa kanang kamay, ang kasalukuyang loop nagdadagdag kalakip na field B, samakatuwid ang EMF para sa landas na ito ay magiging eksaktong kaparehong halaga tulad ng para sa unang landas. Ang anumang pinaghalong landas sa pagbabalik ay gumagawa ng parehong resulta para sa halaga ng emf, kaya hindi mahalaga kung aling landas ang iyong tatahakin.

Ang thermonuclear reaction ay isang uri ng nuclear reaction kung saan ang light atomic nuclei ay nagsasama-sama sa mas mabibigat na mga dahil sa kinetic energy ng kanilang thermal motion. Pinagmulan ng termino[baguhin | i-edit ang teksto ng wiki]

Upang magkaroon ng reaksyong nukleyar, kailangang malampasan ng orihinal na atomic nuclei ang tinatawag na "Coulomb barrier" - ang puwersa ng electrostatic repulsion sa pagitan nila. Upang gawin ito, dapat silang magkaroon ng mataas na kinetic energy. Ayon sa kinetic theory, ang kinetic energy ng gumagalaw na microparticle ng isang substance (atoms, molecules o ions) ay maaaring kinakatawan bilang temperatura, at samakatuwid, sa pamamagitan ng pag-init ng substance, ang isang nuclear reaction ay maaaring makamit. Ang ugnayang ito sa pagitan ng pag-init ng isang substansiya at ng isang nukleyar na reaksyon ay makikita ng terminong "thermonuclear reaction."

Coulomb hadlang[baguhin | i-edit ang teksto ng wiki]

Ang atomic nuclei ay may positibong singil sa kuryente. Sa malalaking distansya, ang kanilang mga singil ay maaaring protektahan ng mga electron. Gayunpaman, upang mangyari ang pagsasanib ng nuclei, dapat silang lumapit sa isa't isa sa isang distansya kung saan gumagana ang malakas na pakikipag-ugnayan. Ang distansya na ito ay nasa pagkakasunud-sunod ng laki ng nuclei mismo at maraming beses na mas maliit kaysa sa laki ng isang atom. Sa ganoong mga distansya, ang mga electron shell ng mga atomo (kahit na sila ay napanatili) ay hindi na maprotektahan ang mga singil ng nuclei, kaya nakakaranas sila ng malakas na electrostatic repulsion. Ang puwersa ng pagtanggi na ito, alinsunod sa batas ng Coulomb, ay inversely proportional sa parisukat ng distansya sa pagitan ng mga singil. Sa mga distansya sa pagkakasunud-sunod ng laki ng nuclei, ang magnitude ng malakas na pakikipag-ugnayan, na may posibilidad na magbigkis sa kanila, ay nagsisimula nang mabilis na tumaas at nagiging mas malaki kaysa sa magnitude ng Coulomb repulsion.

Kaya, upang mag-reaksyon, dapat malampasan ng nuclei ang isang potensyal na hadlang. Halimbawa, para sa reaksyon ng deuterium-tritium, ang halaga ng hadlang na ito ay humigit-kumulang 0.1 MeV. Para sa paghahambing, ang enerhiya ng ionization ng hydrogen ay 13 eV. Samakatuwid, ang sangkap na kalahok sa thermonuclear reaction ay magiging halos ganap na ionized plasma.

Ang temperatura na katumbas ng 0.1 MeV ay humigit-kumulang 10 9 K, gayunpaman mayroong dalawang epekto na nagpapababa sa temperatura na kinakailangan para sa isang fusion reaction:

· Una, ang temperatura ay nagpapakilala lamang sa average na kinetic energy; may mga particle na may parehong mas mababa at mas mataas na enerhiya. Sa katunayan, ang isang thermonuclear reaction ay nagsasangkot ng isang maliit na bilang ng mga nuclei na may enerhiya na mas mataas kaysa sa average (ang tinatawag na "buntot ng Maxwellian distribution"

· Pangalawa, dahil sa quantum effect, ang nuclei ay hindi kinakailangang may enerhiyang lumalampas sa Coulomb barrier. Kung ang kanilang enerhiya ay bahagyang mas mababa kaysa sa hadlang, mas malamang na madaanan nila ito. [ hindi tinukoy ang pinagmulan 339 araw]

Thermonuclear reactions[baguhin | i-edit ang teksto ng wiki]

Ilan sa mga pinakamahalagang exothermic thermonuclear reaction na may malalaking cross section:

(1)

→

4Siya

(3.5 MeV)

(14.1 MeV)

(2)

→

(1.01 MeV)

(3.02 MeV)

(50 %)

(3)

→

3Siya

(0.82 MeV)

(2.45 MeV)

(50 %)

(4)

3Siya

→

4Siya

(3.6 MeV)

(14.7 MeV)

(5)

→

4Siya

+ 11.3 MeV

(6)

3Siya

→

4Siya

(7)

3Siya

→

4Siya

+ 12.1 MeV

(51 %)

(8)

→

4Siya

(4.8 MeV)

(9.5 MeV)

(43 %)

(9)

→

4Siya

(0.5 MeV)

(1.9 MeV)

(11.9 MeV)

(6 %)

(10)

6Li

→

4Siya

+ 22.4 MeV -

(11)

6Li

→

4Siya

(1.7 MeV)

3Siya

(2.3 MeV)-

(12)

3Siya

6Li

→

4Siya

+ 16.9 MeV

(13)

11B

→

4Siya

+ 8.7 MeV

(14)

6Li

→

4Siya

+ 4.8 MeV

Katalisis ng Muon[baguhin | i-edit ang teksto ng wiki]

Pangunahing artikulo: Muon catalysis

Ang thermonuclear reaksyon ay maaaring makabuluhang mapadali sa pamamagitan ng pagpasok ng mga negatibong sisingilin na muon sa reaksyon ng plasma.

Ang mga muon µ − , na nakikipag-ugnayan sa thermonuclear fuel, ay bumubuo ng mga mesomolecule kung saan ang distansya sa pagitan ng nuclei ng fuel atoms ay medyo mas maliit, na nagpapadali sa kanilang diskarte at, bilang karagdagan, pinatataas ang posibilidad ng tunneling ng nuclei sa pamamagitan ng Coulomb barrier.

Bilang ng mga reaksyon ng synthesis X c, na pinasimulan ng isang muon, ay nililimitahan ng halaga ng muon sticking coefficient. Sa eksperimento, posible na makakuha ng mga halaga ng X c ~ 100, ibig sabihin, ang isang muon ay may kakayahang maglabas ng enerhiya ~ 100 × X MeV, kung saan ang X ay ang output ng enerhiya ng catalyzed na reaksyon.

Sa ngayon, ang halaga ng enerhiya na inilabas ay mas mababa kaysa sa mga gastos sa enerhiya para sa produksyon ng muon mismo (5-10 GeV). Kaya, ang muon catalysis ay isa pa ring energetically unfavorable na proseso. Posible ang komersyal na mabubuhay na paggawa ng enerhiya gamit ang muon catalysis X c ~ 10 4 .

Application[baguhin | i-edit ang teksto ng wiki]

Ang paggamit ng thermonuclear reaction bilang halos hindi mauubos na pinagmumulan ng enerhiya ay pangunahing nauugnay sa pag-asam ng pag-master ng teknolohiya ng controlled thermonuclear fusion (CTF). Sa kasalukuyan, hindi pinapayagan ng siyentipiko at teknolohikal na base ang paggamit ng CTS sa isang pang-industriya na sukat.

Kasabay nito, ang hindi makontrol na thermonuclear reaction ay natagpuan ang aplikasyon nito sa mga usaping militar. Ang unang thermonuclear explosive device ay sinubukan noong Nobyembre 1952 sa Estados Unidos, at noong Agosto 1953, isang thermonuclear explosive device sa anyo ng aerial bomb ang nasubok sa Unyong Sobyet. Ang kapangyarihan ng isang thermonuclear explosive device (hindi tulad ng isang atomic) ay limitado lamang sa dami ng materyal na ginamit sa paglikha nito, na ginagawang posible na lumikha ng mga explosive device ng halos anumang kapangyarihan.

TICKET 27 tanong 1

Kababalaghan ng self-induction

Napag-aralan na natin na ang isang magnetic field ay lumitaw malapit sa isang konduktor na nagdadala ng kasalukuyang. Pinag-aralan din namin na ang isang alternating magnetic field ay bumubuo ng isang kasalukuyang (ang phenomenon ng electromagnetic induction). Isaalang-alang natin ang isang de-koryenteng circuit. Kapag ang kasalukuyang lakas ay nagbabago sa circuit na ito, ang magnetic field ay magbabago, bilang isang resulta kung saan ang isang karagdagang sapilitan kasalukuyang. Ang kababalaghang ito ay tinatawag pagtatalaga sa sarili, at ang kasalukuyang lumalabas sa kasong ito ay tinatawag kasalukuyang induction sa sarili.

Ang kababalaghan ng self-induction ay ang paglitaw ng isang EMF sa isang conducting circuit, na nilikha bilang isang resulta ng isang pagbabago sa kasalukuyang lakas sa circuit mismo.

Ang inductance ng isang circuit ay nakasalalay sa hugis at sukat nito, sa mga magnetic na katangian ng kapaligiran at hindi nakasalalay sa kasalukuyang lakas sa circuit.

Ang self-induction emf ay tinutukoy ng formula:

Ang phenomenon ng self-induction ay katulad ng phenomenon ng inertia. Tulad ng sa mekanika, imposibleng agad na ihinto ang isang gumagalaw na katawan, kaya ang isang kasalukuyang ay hindi maaaring agad na makakuha ng isang tiyak na halaga dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction. Kung ang isang coil ay konektado sa serye kasama ang pangalawang lampara sa isang circuit na binubuo ng dalawang magkatulad na lamp na konektado sa parallel sa isang kasalukuyang pinagmulan, pagkatapos ay kapag ang circuit ay sarado, ang unang lamp ay nag-iilaw kaagad, at ang pangalawa ay may kapansin-pansing pagkaantala.

Kapag binuksan ang circuit, mabilis na bumababa ang kasalukuyang lakas, at pinipigilan ng resultang self-induction emf ang pagbaba ng magnetic flux. Sa kasong ito, ang sapilitan na kasalukuyang ay nakadirekta sa parehong paraan tulad ng orihinal. Ang self-induced emf ay maaaring maraming beses na mas malaki kaysa sa panlabas na emf. Samakatuwid, ang mga bombilya ay madalas na nasusunog kapag ang mga ilaw ay nakapatay.

Enerhiya ng magnetic field

Enerhiya ng magnetic field ng isang kasalukuyang nagdadala ng circuit:

Ang radioactive radiation ay ang radiation na inilalabas ng isotope sa panahon ng pagkabulok. Mayroon itong tatlong uri: alpha rays (flow of helium atomic nuclei), beta rays (flow of electron) at gamma rays (electromagnetic radiation). Para sa mga tao, ang pinaka-mapanganib ay gamma radiation.

Ang dosis ng hinihigop na radiation ay katumbas ng ratio ng enerhiya na natanggap ng katawan sa mass ng katawan. Ang dosis ng pagsipsip ay itinalaga ng titik D at sinusukat sa kulay abo.

Sa pagsasagawa, ang yunit ng pagsukat ay ang roentgen (R), katumbas ng 2.58 beses na 10 sa kapangyarihan ng minus 4 na coulomb, na hinati sa kilo.

Ang hinihigop na radiation ay maaaring maipon sa paglipas ng panahon, at ang dosis nito ay tumataas habang tumatagal ang irradiation.

Ang rate ng dosis ay tinutukoy ng ratio ng dosis ng hinihigop na radiation sa oras ng pag-iilaw. Ito ay itinalaga ng titik N at sinusukat sa gray na hinati sa bawat segundo.

Para sa mga tao, ang nakamamatay na dosis ng absorbed radiation ay katumbas ng 6 Gy. Ang maximum na pinapayagang dosis ng radiation para sa mga tao ay 0.05 Gy bawat taon.

TICKET 28 Tanong 1

Ang elementary particle ay isang kolektibong termino na tumutukoy sa mga micro-object sa subnuclear scale na hindi maaaring hatiin sa kanilang mga bahaging bahagi.

Dapat tandaan na ang ilang elementarya na mga particle ( elektron, neutrino, mga quark atbp.) ay kasalukuyang itinuturing na hindi nakabalangkas at itinuturing na pangunahin pangunahing mga particle . Iba pang mga elementarya na particle (tinatawag na pinagsama-samang mga particle, kabilang ang mga particle na bumubuo sa nucleus atom - mga proton At mga neutron) ay may isang kumplikadong panloob na istraktura, ngunit, gayunpaman, ayon sa mga modernong ideya, imposibleng hatiin ang mga ito sa mga bahagi dahil sa epekto pagkakulong.

Sa kabuuan na may antiparticle Mahigit sa 350 elementarya particle ang natuklasan. Sa mga ito, ang photon, electron at muon neutrino, electron, proton at ang kanilang mga antiparticle ay matatag. Ang natitirang elementarya na mga particle ay kusang nabubulok sa isang oras mula sa humigit-kumulang 1000 segundo (para sa isang libreng neutron) hanggang sa isang maliit na bahagi ng isang segundo (mula 10 −24 hanggang 10 −22, para sa mga resonance).

Sa mga electromagnetic oscillations, nangyayari ang mga panaka-nakang pagbabago sa electric charge, current at boltahe. Ang mga electromagnetic oscillations ay nahahati sa libre, kumukupas, pilit at self-oscillations.

Ang mga libreng oscillations ay tinatawag na mga oscillations na nangyayari sa isang system (capacitor at coil) pagkatapos itong alisin mula sa isang posisyon ng equilibrium (kapag ang isang singil ay ibinibigay sa kapasitor). Mas tiyak, Ang mga libreng electromagnetic oscillations ay nangyayari kapag ang isang kapasitor ay pinalabas sa pamamagitan ng isang inductor. Pilit Ang mga oscillations ay tinatawag na mga oscillations sa isang circuit sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na pana-panahong nagbabago na electromotive force.

Ang pinakasimpleng sistema kung saan ang mga libreng electromagnetic oscillations ay sinusunod ay oscillatory circuit. Ito binubuo ng isang inductor at isang kapasitor. Ang prosesong ito ay paulit-ulit na paulit-ulit. babangon electromagnetic vibrations dahil sa conversion ng enerhiya mula sa electric field ng kapasitor.

· Ang kapasitor, na sinisingil mula sa baterya, ay makakakuha ng pinakamataas na singil sa unang sandali ng oras. Ang lakas niya W e magiging maximum (Fig. a).

· Kung ang kapasitor ay pinaikli sa isang likid, pagkatapos ay sa sandaling ito sa oras na ito ay magsisimulang mag-discharge (Larawan b). Ang kasalukuyang ay lilitaw sa circuit. Habang naglalabas ang kapasitor, tumataas ang kasalukuyang nasa circuit at sa coil. Dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction, hindi ito nangyayari kaagad. Enerhiya ng Coil W m nagiging maximum (Fig. c).

· Ang induction current ay dumadaloy sa parehong direksyon. Ang mga singil sa kuryente ay muling naipon sa kapasitor. Ang kapasitor ay recharged, i.e. Ang capacitor plate, na dating positibong sisingilin, ay magiging negatibong sisingilin. Ang enerhiya ng kapasitor ay nagiging maximum. Ang kasalukuyang sa direksyon na ito ay titigil, at ang proseso ay uulit sa kabaligtaran na direksyon (Larawan d). Ang prosesong ito ay uulitin nang paulit-ulit. babangon electromagnetic vibrations dahil sa conversion ng enerhiya ng electric field ng capacitor sa enerhiya ng magnetic field ng kasalukuyang coil, at vice versa. Kung walang mga pagkalugi (resistance R = 0), ang kasalukuyang lakas, singil at boltahe ay nagbabago sa paglipas ng panahon ayon sa isang harmonic na batas. Ang mga oscillation na nangyayari ayon sa batas ng cosine o sine ay tinatawag na harmonic. Equation ng harmonic oscillation ng singil: .

Ang isang circuit kung saan walang pagkawala ng enerhiya ay isang perpektong oscillatory circuit. Panahon ng mga electromagnetic oscillations sa isang perpektong oscillatory circuit ay nakasalalay sa inductance ng coil at ang capacitance ng capacitor at matatagpuan ayon sa Formula ni Thomson kung saan ang L ay ang inductance ng coil, C ay ang kapasidad ng kapasitor, T ay ang panahon ng electric oscillations.
Sa isang tunay na oscillatory circuit, magiging libreng electromagnetic oscillations kumukupas dahil sa pagkawala ng enerhiya kapag pinainit ang mga wire. Para sa praktikal na aplikasyon, mahalagang makakuha ng undamped electromagnetic oscillations, at para dito kinakailangan na muling lagyan ng kuryente ang oscillatory circuit upang mabayaran ang mga pagkalugi ng enerhiya mula sa undamped oscillation generator, na isang halimbawa ng self-oscillating system.

Ticket 29 tanong 1

Antiparticle - isang kambal na butil ng iba elementarya na butil, pagkakaroon ng pareho misa at pareho paikutin, naiiba mula dito sa mga palatandaan ng lahat ng iba pang mga katangian ng pakikipag-ugnayan (mga singil tulad ng electric At kulay charges, baryon at lepton mga numerong quantum).

Ang mismong kahulugan ng kung ano ang tatawaging "particle" sa isang particle-antiparticle na pares ay higit na arbitrary. Gayunpaman, para sa isang partikular na pagpipilian ng "particle," ang antiparticle nito ay natutukoy nang kakaiba. Ang pag-iingat ng numero ng baryon sa mahinang mga proseso ng pakikipag-ugnayan ay ginagawang posible upang matukoy ang "particle" sa anumang pares ng baryon-antibaryon mula sa chain ng baryon decays. Ang pagpili ng isang electron bilang isang "particle" sa electron-positron pair fixes (dahil sa pag-iingat ng lepton number sa mga proseso mahinang interaksyon) pagpapasiya ng estado ng isang "particle" sa isang pares ng electron neutrino-antineutrino. Ang mga paglipat sa pagitan ng mga lepton ng iba't ibang henerasyon (uri ) ay hindi naobserbahan, kaya ang kahulugan ng isang "particle" sa bawat henerasyon ng mga lepton, sa pangkalahatan, ay maaaring gawin nang nakapag-iisa. Karaniwan, sa pamamagitan ng pagkakatulad sa isang elektron, ang "mga partikulo" ay tinatawag na negatibong sisingilin lepton, na, habang pinapanatili ang numero ng lepton, tinutukoy ang katumbas neutrino At antineutrino. Para sa boson ang konsepto ng "particle" ay maaaring maayos sa pamamagitan ng kahulugan, halimbawa, hypercharge.