Ребята, если кто то шарит в теме распада ядер и ядерных реакциях осведомите меня по этим темам. Есть 2 вопроса: 1. У каждого радиоактивного вещества есть период распада, независимо от массы половина его распадётся через n времени, но почему тогда взрыв ядерной бомбы происходит мгновенно, это исключение? есть какие то специальные условия для искусственно быстрой течение реакции?
2. Если коэффициент размножения нейтронов меньше 1 то почему вещество продолжает распадаться? Ведь количество поглощаемых нейтронов больше чем количество вылетающих, почему уровень нейтронов со временем не падает до нуля?
Все очень просто.
Вы совершенно правы на счет полураспада. При этом если взять 1 кг радиоактивного в-ва ( все приведенные цифры совершенно с потолка только для объяснения эффекта) то этот кг выделит в секунду 1000 нейтронов (нейтроны тоже с потолка. могут быть разные частицы). Эти нейтроны пролетят сквозь этот кг и некоторые поглотятся, а некоторые просто улетят в бесконечность. Те, которые поглотились соответственно вызовут в этих ядрах новый распад (вылет парочки нейтронов) и картина повторится (часть поглотится, часть улетит). В этом и заключается фишка! Если кол-во поглощенных больше 500 (при учете что распад одного ядра даст 2 нейтрона), то с каждым циклом кол-во вылетевших будет увеличиваться (например 501*2=1002 уже на 2 больше), или как говорят начнется цепная реакция. Кол-во поглощенных растет в прогрессии и получается взрыв т.к. с каждым распадом еще и выделяется тепло. Теперь случай когда поглощенных меньше. При каждом цикле деления их (нейтронов) вылетает все меньше и меньше. Реакция затухает, но не до нуля за счет неустойчивой конфигурации самого ядра. Вывод: нужно больше поглощей нейтронов. Это можно сделать двумя привнести внешние нейтроны (например поставить отражающие устройства, которые вернут вылетевшие из в-ва нейтроны обратно в в-во. И второй увеличить объем в-ва (или его массу), чтоб нейтрон до вылета проходил больший путь внутри в-ва и в конечном итоге поглотился. Этот пороговый объем и называется критической массой. Т.е. если масса меньше критической массы - реакция затухает. Больше - взрывается.
Объяснение:
Можно еще добавить аналогию с газовой горелкой. Например у нас есть с гремучей смесью кислород и водород. С подаем смесь в горелку и поджигаем. В первый момент мы слышим хлопок. Это сгоревшая тройка 2Н и 1О соединились, выделили тепло и подожгли всех соседей в своем окружении. Эти соседи соединились и в свою очередь подожгли своих соседей снаружи. Таким образом сфера поджига растет во все стороны образую сферу. Раз сфера растет, то площадь сферы увеличивается в кубической последовательности (геометрия, площадь сферы). Вот Вам цепная реакция. Если загорится такая тройка в будет взрыв (при нагревании тела расширяются). И дальше из сопла горелки выходит смесь, которая горит. Загораются только вновь вылетевшие и передают температуру опять вновь вылетевшим. Те, что вылетели ранее уже сгорели. Идет постоянный процесс (в нашем случае простой распад).