সিঁড়ি। এন্ট্রি গ্রুপ। উপকরণ। দরজা. তালা। ডিজাইন

সংজ্ঞা 1

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়াভি বৃহৎ অর্থেএকটি প্রক্রিয়া যা বেশ কয়েকটি জটিল পারমাণবিক নিউক্লিয়াস বা প্রাথমিক কণার মিথস্ক্রিয়ার ফলে ঘটে। নিউক্লিয়ার বিক্রিয়াগুলিকে সেই বিক্রিয়াও বলা হয় যেখানে প্রাথমিক কণাগুলির মধ্যে অন্তত একটি নিউক্লিয়াস উপস্থিত থাকে, এটি অন্য নিউক্লিয়াস বা একটি প্রাথমিক কণার সাথে মিলিত হয়, যার ফলস্বরূপ একটি পারমাণবিক বিক্রিয়া ঘটে এবং নতুন কণা তৈরি হয়।

একটি নিয়ম হিসাবে, পারমাণবিক শক্তির কর্মের অধীনে পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া ঘটে। যাইহোক, $\gamma $ - কোয়ান্টার প্রভাবে পারমাণবিক ক্ষয়ের পারমাণবিক বিক্রিয়া উচ্চ শক্তিবা দ্রুত ইলেকট্রন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রভাবের অধীনে ঘটে, পারমাণবিক শক্তি নয়, কারণ পারমাণবিক শক্তি ফোটন এবং ইলেকট্রনের উপর কাজ করে না। নিউক্লিয়ার বিক্রিয়ায় এমন প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত থাকে যা নিউট্রিনো অন্যান্য কণার সাথে সংঘর্ষে ঘটলেও দুর্বল মিথস্ক্রিয়ায় ঘটে।

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া প্রাকৃতিক অবস্থার অধীনে সঞ্চালিত হতে পারে (নক্ষত্রের গভীরতায়, মহাজাগতিক রশ্মিতে)। পারমাণবিক বিক্রিয়াগুলির অধ্যয়ন পরীক্ষামূলক সুবিধাগুলি ব্যবহার করে পরীক্ষাগারগুলিতে সঞ্চালিত হয় যেখানে এক্সিলারেটর ব্যবহার করে চার্জযুক্ত কণাগুলিতে শক্তি স্থানান্তরিত হয়। এই ক্ষেত্রে, ভারী কণাগুলি বিশ্রামে থাকে এবং বলা হয় লক্ষ্য কণা. তারা লাইটার কণা দ্বারা আক্রমণ করা হয়, যা ত্বরিত মরীচি অংশ। বিম এক্সিলারেটরের সংঘর্ষে, লক্ষ্য এবং বিমে বিভক্ত হওয়ার কোনো মানে হয় না।

একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত মরীচি কণার শক্তি অবশ্যই নিউক্লিয়াসের কুলম্ব সম্ভাব্য বাধার ক্রম বা তার চেয়ে বেশি হতে হবে। 1932 সালে, J. Cockroft এবং E. Walton প্রথম কৃত্রিমভাবে লিথিয়াম নিউক্লিয়াসকে প্রোটন দিয়ে বোমাবর্ষণ করে বিভক্ত করেন যার শক্তি কুলম্ব বাধার উচ্চতার চেয়ে কম ছিল। লিথিয়াম নিউক্লিয়াসে প্রোটনের অনুপ্রবেশ কুলম্ব সম্ভাব্য বাধার মধ্য দিয়ে একটি টানেলিং ট্রানজিশনের মাধ্যমে ঘটেছিল। নেতিবাচক চার্জযুক্ত এবং নিরপেক্ষ কণার জন্য, কুলম্ব সম্ভাব্য বাধা নেই এবং পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া এমনকি ঘটনা কণার তাপীয় শক্তিতেও ঘটতে পারে।

পারমাণবিক বিক্রিয়ার সবচেয়ে সাধারণ এবং চাক্ষুষ স্বরলিপি রসায়ন থেকে নেওয়া হয়। বাম দিকে প্রতিক্রিয়ার আগে কণার যোগফল এবং ডানদিকে চূড়ান্ত প্রতিক্রিয়া পণ্যগুলির যোগফল:

একটি পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া বর্ণনা করে যা প্রোটন দ্বারা লিথিয়াম আইসোটোপ $()^7_3(Li)$ বোমা হামলার ফলে ঘটে, যার ফলে একটি নিউট্রন এবং বেরিলিয়াম আইসোটোপ $()^7_4(হও)$ উৎপন্ন হয়।

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া প্রায়ই প্রতীকী আকারে লেখা হয়: $A\left(a,bcd\dots \right)B$, যেখানে $A$ হল লক্ষ্য নিউক্লিয়াস, $a$ হল বোমাবাজি কণা, $bcd\dots এবং\B$ - - যথাক্রমে, কণা এবং একটি নিউক্লিয়াস যা একটি প্রতিক্রিয়ার ফলে গঠিত হয়। উপরের প্রতিক্রিয়াটিকে $()^7_3(Li)(p,n)()^7_4(Be)$ হিসাবে পুনরায় লেখা যেতে পারে। কখনও কখনও স্বরলিপি $(p,n)$ হয়, যার মানে প্রোটনের প্রভাবে একটি নির্দিষ্ট নিউক্লিয়াস থেকে নিউট্রন ছিটকে যাওয়া।

প্রতিক্রিয়ার পরিমাণগত বর্ণনা

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের দৃষ্টিকোণ থেকে পারমাণবিক বিক্রিয়ার একটি পরিমাণগত বিবরণ শুধুমাত্র পরিসংখ্যানগতভাবে সম্ভব, যেমন আমরা পারমাণবিক প্রতিক্রিয়ার বৈশিষ্ট্যযুক্ত বিভিন্ন প্রক্রিয়ার একটি নির্দিষ্ট সম্ভাবনা সম্পর্কে কথা বলতে পারি। এইভাবে, $a+A\ থেকে b+B$ বিক্রিয়া, প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থায় যার প্রতিটিতে দুটি কণা থাকে, এই বোঝাপড়ায় সম্পূর্ণরূপে ডিফারেনশিয়াল কার্যকরী বিক্ষিপ্ত ক্রস সেকশন $d\sigma /d\Omega দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। $ শরীরের ভিতরে $d\ Omega (\rm =)(\sin \theta \ )\theta d\varphi $, যেখানে $\theta $ এবং $\varphi $ হল একটি কণার প্রস্থানের মেরু এবং আজিমুথাল কোণ, যখন কোণ $\theta $ বোমাবাজি কণার আন্দোলনের শুরু থেকে গণনা করা হয়। $\theta $ এবং $\varphi $ কোণগুলির উপর ডিফারেনশিয়াল ক্রস সেকশনের নির্ভরতাকে বিক্রিয়া গঠনকারী কণাগুলির কৌণিক বন্টন বলে। মোট বা অবিচ্ছেদ্য ক্রস বিভাগ, যা প্রতিক্রিয়ার তীব্রতাকে চিহ্নিত করে, হল ডিফারেনশিয়াল কার্যকরী ক্রস সেকশন যা $\theta $ এবং $\varphi $ এর সমস্ত মানের উপর একত্রিত করা হয়েছে:

কার্যকরী ক্রস বিভাগটিকে এমন একটি এলাকা হিসাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যার মধ্যে একটি ঘটনা কণা একটি প্রদত্ত পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করবে। পারমাণবিক বিক্রিয়ার কার্যকরী ক্রস সেকশন $1\ b=(10)^(-28)\ m^2$ এ পরিমাপ করা হয়।

পারমাণবিক বিক্রিয়া বিক্রিয়ার ফলন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়. একটি পারমাণবিক বিক্রিয়ার ফলন $W$ প্রাপ্ত মরীচি কণার ভগ্নাংশ পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়ালক্ষ্য কণা সঙ্গে. যদি $S$ হল বীমের ক্রস-বিভাগীয় এলাকা, $I$ হল বিমের ফ্লাক্স ঘনত্ব, তাহলে $N=IS$ কণাগুলি প্রতি সেকেন্ডে একই টার্গেট এলাকায় পড়ে। গড়ে, $\triangle N=IS\sigma n$ কণা প্রতি সেকেন্ডে তাদের থেকে বিক্রিয়া করে, যেখানে $\sigma $ হল বিম কণার বিক্রিয়ার জন্য কার্যকর ক্রস সেকশন, $n$ হল লক্ষ্যে নিউক্লিয়াসের ঘনত্ব। তারপর:

পারমাণবিক বিক্রিয়ার বিভিন্ন শ্রেণীবিভাগ

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে:

• প্রতিক্রিয়ায় অংশগ্রহণকারী কণার প্রকৃতি;
• বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণকারী নিউক্লিয়াসের ভর সংখ্যা;
• শক্তি (তাপ) প্রভাব পিছনে;
• পারমাণবিক রূপান্তর প্রকৃতির উপর.

প্রতিক্রিয়া সৃষ্টিকারী কণাগুলির শক্তির মান $E$ এর উপর ভিত্তি করে, নিম্নলিখিত প্রতিক্রিয়াগুলিকে আলাদা করা হয়:

• কম শক্তিতে ($E\le 1\keV$);
• কম শক্তিতে ($1\ keV\le E\le 1\ MeV$);
• মাঝারি শক্তিতে ($1\ MeV\le E\le 100\ MeV$);
• উল্লেখযোগ্য শক্তিতে ($100\ MeV\le E\le 1\ GeV)$;
• উচ্চ শক্তিতে ($1\ GeV\le E\le 500\ GeV$);
• অতি-উচ্চ শক্তিতে ($E>500\GeV$)।

$a$ কণার শক্তির উপর নির্ভর করে, একই নিউক্লিয়া $A$ এর জন্য পারমাণবিক বিক্রিয়ায় বিভিন্ন রূপান্তর ঘটে। উদাহরণস্বরূপ, বিভিন্ন শক্তির নিউট্রন সহ একটি ফ্লোরিন আইসোটোপ বোমাবর্ষণের প্রতিক্রিয়া বিবেচনা করুন:

ছবি 1।

পারমাণবিক বিক্রিয়ায় অংশ নেওয়া কণার প্রকৃতির উপর নির্ভর করে, এগুলি নিম্নলিখিত প্রকারে বিভক্ত:

• নিউট্রন প্রভাব অধীনে;
• ফোটনের প্রভাবের অধীনে;
• চার্জযুক্ত কণার প্রভাবের অধীনে।

নিউক্লিয়াসের ভর সংখ্যার উপর ভিত্তি করে, পারমাণবিক বিক্রিয়াগুলি নিম্নলিখিত প্রকারে বিভক্ত:

• হালকা নিউক্লিয়াসের উপর ($A
• মাঝারি কোরে ($50
• বিশাল কোরে ($A >100$)।

নিউক্লিয়াসে সংঘটিত রূপান্তরের প্রকৃতির উপর ভিত্তি করে, প্রতিক্রিয়াগুলিকে ভাগ করা হয়:

• বিকিরণ ক্যাপচার;
• কুলম্ব উত্তেজনা;
• কেন্দ্রকীয় বিদারণ;
• বিস্ফোরণ প্রতিক্রিয়া;
• পারমাণবিক আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব।

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া বিবেচনা করার সময়, নিম্নলিখিত আইন ব্যবহার করা হয়:

• শক্তি সংরক্ষণ আইন;
• গতির সংরক্ষণের আইন;
• বৈদ্যুতিক চার্জ সংরক্ষণের আইন;
• ব্যারিয়ন চার্জ সংরক্ষণ আইন;
• লেপটন চার্জ সংরক্ষণের আইন।

নোট 1

সংরক্ষণ আইনগুলি ভবিষ্যদ্বাণী করা সম্ভব করে যে কোন মানসিকভাবে সম্ভাব্য প্রতিক্রিয়াগুলি উপলব্ধি করা যেতে পারে এবং কোনটি এক বা একাধিক সংরক্ষণ আইনের ব্যর্থতার কারণে হতে পারে না। এই সম্পর্কে, সংরক্ষণ আইন পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া জন্য একটি বিশেষ গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে.

একটি পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া শক্তি $Q$ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। যদি বিক্রিয়াটি $Q >0$ শক্তির মুক্তির সাথে এগিয়ে যায়, তবে প্রতিক্রিয়াটিকে বলা হয় এক্সোথার্মিক; যদি বিক্রিয়াটি $Q তাপ শোষণের সাথে ঘটে

নিউক্লিয়ার বিক্রিয়া হল পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের রূপান্তর যখন প্রাথমিক কণার সাথে (γ কোয়ান্টা সহ) বা একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। প্রতীকীভাবে, প্রতিক্রিয়াগুলি এভাবে লেখা হয়:

X + a→Y + b, বা X(a,b) Y

যেখানে X এবং Y হল প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত নিউক্লিয়াস, a এবং b হল বোমাবাজি এবং পারমাণবিক বিক্রিয়ায় নির্গত (বা নির্গত) কণা।

যেকোনো পারমাণবিক বিক্রিয়ায়, সংরক্ষণ আইন সন্তুষ্ট বৈদ্যুতিক চার্জএবং ভর সংখ্যা: নিউক্লিয়াস এবং কণাগুলির চার্জ (এবং ভর সংখ্যা) এর যোগফল একটি পারমাণবিক বিক্রিয়ায় প্রবেশ করে চূড়ান্ত পণ্যগুলির (নিউক্লিয়াস এবং কণা) চার্জের (এবং ভর সংখ্যার যোগফল) সমষ্টির সমান প্রতিক্রিয়া শক্তি, ভরবেগ এবং কৌণিক ভরবেগ সংরক্ষণের নিয়মগুলিও সন্তুষ্ট।

পারমাণবিক বিক্রিয়া হয় এক্সোথার্মিক (শক্তি মুক্তি) বা এন্ডোথার্মিক (শোষণকারী শক্তি) হতে পারে।

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

1) তাদের সাথে জড়িত কণার ধরণ দ্বারা - নিউট্রনের প্রভাবের অধীনে প্রতিক্রিয়া; চার্জিত কণা; γ-কোয়ান্টা;

2) তাদের সৃষ্টিকারী কণার শক্তি অনুসারে - নিম্ন, মাঝারি এবং উচ্চ শক্তিতে প্রতিক্রিয়া;

3) তাদের মধ্যে জড়িত নিউক্লিয়াসের ধরণ অনুসারে - ফুসফুসের প্রতিক্রিয়া (এ< 50) ; средних (50 < A <100) и тяжелых (A >100) কোর;

4) পারমাণবিক রূপান্তর ঘটছে প্রকৃতির দ্বারা - নিউট্রন এবং চার্জযুক্ত কণার নির্গমনের সাথে প্রতিক্রিয়া; ক্যাপচার প্রতিক্রিয়া (এই প্রতিক্রিয়াগুলির ক্ষেত্রে, যৌগিক নিউক্লিয়াস কোনো কণা নির্গত করে না, তবে স্থল অবস্থায় চলে যায়, এক বা একাধিক γ কোয়ান্টা নির্গত করে)।

ইতিহাসে প্রথম পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া রাদারফোর্ড দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল

1939 - ও. হ্যান এবং এফ. স্ট্রাসম্যান ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের বিভাজন আবিষ্কার করেন: যখন ইউরেনিয়াম নিউট্রন দিয়ে বোমাবর্ষণ করা হয়, তখন মধ্যভাগের উপাদানগুলি উপস্থিত হয় পর্যায় সারণি– বেরিয়ামের তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ (Z = 56), ক্রিপ্টন (Z = 36) – ফিশন টুকরো ইত্যাদি। একটি ভারী নিউক্লিয়াসের বিভাজন দুটি খণ্ডের সাথে থাকে শক্তি মুক্তিনিউক্লিয়ন প্রতি প্রায় 1 MeV।

উদাহরণস্বরূপ, ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের ফিশন বিক্রিয়ার জন্য দুটি সম্ভাব্য বিকল্প রয়েছে।

পারমাণবিক নিউক্লিয়ার বিদারণ তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে নিউক্লিয়াসের ফোঁটা মডেল. নিউক্লিয়াসকে বৈদ্যুতিকভাবে চার্জযুক্ত অসংকোচনীয় তরল (a) এর একটি ড্রপ হিসাবে বিবেচনা করা হয় যার ঘনত্ব পারমাণবিক ঘনত্বের সমান এবং আইন মেনে চলে কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান. যখন একটি নিউট্রন ধরা হয়, তখন এই ধরনের চার্জযুক্ত ড্রপের স্থায়িত্ব ব্যাহত হয়, নিউক্লিয়াস প্রবেশ করে ওঠানামা- পর্যায়ক্রমে প্রসারিত এবং চুক্তি. পারমাণবিক বিভাজনের সম্ভাবনা অ্যাক্টিভেশন শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয় - একটি পারমাণবিক বিভাজন প্রতিক্রিয়া চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম শক্তি। ফিশন অ্যাক্টিভেশন শক্তির চেয়ে কম উত্তেজনা শক্তিতে, ফোঁটা নিউক্লিয়াসের বিকৃতি গুরুতর (বি) পর্যায়ে পৌঁছায় না, নিউক্লিয়াস বিভক্ত হয় না এবং γ-কোয়ান্টাম নির্গত করে তার স্থল শক্তি অবস্থায় ফিরে আসে। ফিশন অ্যাক্টিভেশন শক্তির চেয়ে বেশি উত্তেজনা শক্তিতে, ড্রপের বিকৃতি একটি গুরুত্বপূর্ণ মান (c) এ পৌঁছায়, ড্রপের মধ্যে একটি "কোমর" তৈরি হয় এবং লম্বা হয় (d), এবং বিদারণ ঘটে (ই)।

ফিশন বিক্রিয়ায় উত্পন্ন প্রতিটি প্রম্পট নিউট্রন, ফিসাইল পদার্থের প্রতিবেশী নিউক্লিয়াসের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তাদের মধ্যে একটি বিদারণ প্রতিক্রিয়া ঘটায়। একই সাথে যায় তুষারপাতের মতোবিদারণ ঘটনা সংখ্যা বৃদ্ধি - শুরু হয় ফিশন চেইন বিক্রিয়া - একটি পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া যেখানে প্রতিক্রিয়া সৃষ্টিকারী কণাগুলি এই প্রতিক্রিয়ার পণ্য হিসাবে গঠিত হয়। একটি শৃঙ্খল বিক্রিয়া ঘটতে শর্ত হল সংখ্যাবৃদ্ধিকারী নিউট্রনের উপস্থিতি।

নিউট্রন গুণনীয়ক k হল একটি নির্দিষ্ট বিক্রিয়া ধাপে উত্পাদিত নিউট্রনের সংখ্যার অনুপাত আগের ধাপে এই জাতীয় নিউট্রনের সংখ্যা।

পূর্বশর্তএকটি শৃঙ্খল প্রতিক্রিয়ার বিকাশ: k >1। এই বিক্রিয়াকে বলা হয় উন্নয়নশীল প্রতিক্রিয়া। যখন k =1, একটি স্ব-টেকসই প্রতিক্রিয়া ঘটে। এটিকে<1 идет затухающая реакция.

গুণগত সহগ ফিসিল পদার্থের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে এবং একটি প্রদত্ত আইসোটোপের জন্য, তার পরিমাণের উপর, সেইসাথে সক্রিয় অঞ্চলের আকার এবং আকৃতির উপর - সেই স্থান যেখানে চেইন বিক্রিয়া ঘটে।

মূলের ন্যূনতম মাত্রা যেখানে একটি শৃঙ্খল বিক্রিয়া সম্ভব হয় তাকে সমালোচনামূলক মাত্রা বলে।

একটি শৃঙ্খল বিক্রিয়া ঘটার জন্য প্রয়োজনীয় জটিল মাত্রার একটি সিস্টেমে অবস্থিত ফিসাইল পদার্থের ন্যূনতম ভরকে ক্রিটিক্যাল ভর বলে।

চেইন প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রিত এবং অনিয়ন্ত্রিত মধ্যে বিভক্ত করা হয়. পারমাণবিক বোমার বিস্ফোরণ একটি অনিয়ন্ত্রিত প্রতিক্রিয়ার উদাহরণ। পারমাণবিক চুল্লিতে নিয়ন্ত্রিত চেইন বিক্রিয়া ঘটে।

একটি যন্ত্র যা একটি নিয়ন্ত্রিত পারমাণবিক বিভাজন প্রতিক্রিয়া বজায় রাখে তাকে পারমাণবিক (বা পারমাণবিক) চুল্লি বলা হয়। পারমাণবিক চুল্লি ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে।

আসুন একটি ধীর নিউট্রন চুল্লির স্কিম বিবেচনা করা যাক। এই ধরনের চুল্লিতে পারমাণবিক জ্বালানী হতে পারে:

1) - প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম প্রায় 0.7% রয়েছে;

2), স্কিম থেকে প্রাপ্ত

3) পরিকল্পনা অনুযায়ী থোরিয়াম থেকে প্রাপ্ত

চুল্লির কোরে পারমাণবিক জ্বালানী (ফুয়েল রড) 1 এবং একটি মডারেটর 2 (যেটিতে নিউট্রনগুলি তাপীয় গতিতে ধীর হয়ে যায়) থেকে তৈরি জ্বালানী উপাদান রয়েছে। জ্বালানী উপাদানগুলি হল বিচ্ছিন্ন পদার্থের ব্লক যা একটি সিল করা শেলে আবদ্ধ থাকে যা দুর্বলভাবে নিউট্রন শোষণ করে। পারমাণবিক বিভাজনের সময় নির্গত শক্তির কারণে, জ্বালানী উপাদানগুলি উত্তপ্ত হয়, এবং তাই, শীতল করার জন্য, এগুলিকে কুল্যান্ট প্রবাহ 3 এ স্থাপন করা হয়। কোরটি একটি প্রতিফলক 4 দ্বারা বেষ্টিত থাকে, যা নিউট্রন ফুটো হ্রাস করে। দৃঢ়ভাবে নিউট্রন শোষণ করে এমন উপাদান দিয়ে তৈরি কন্ট্রোল রড 5 ব্যবহার করে চুল্লির স্থির অবস্থা বজায় রাখা হয়

বোরন বা ক্যাডমিয়াম থেকে। চুল্লির কুল্যান্ট হল জল, তরল সোডিয়াম, ইত্যাদি। বাষ্প জেনারেটরের কুল্যান্ট তার তাপ বাষ্পে দেয়, যা বাষ্প টারবাইনে প্রবেশ করে। টারবাইন একটি বৈদ্যুতিক জেনারেটরকে ঘোরায়, যেখান থেকে কারেন্ট বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কে প্রবেশ করে।

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া শব্দটির বিভিন্ন ব্যাখ্যা রয়েছে। একটি বিস্তৃত অর্থে, একটি পারমাণবিক বিক্রিয়া হল যে কোনো প্রক্রিয়া যা দুটি, কদাচিৎ একাধিক, কণার (সরল বা জটিল) সংঘর্ষের মাধ্যমে শুরু হয় এবং একটি নিয়ম হিসাবে, শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়াগুলির অংশগ্রহণের সাথে এগিয়ে যায়। এই সংজ্ঞাটি শব্দের সংকীর্ণ অর্থে পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া দ্বারাও সন্তুষ্ট হয়, যা একটি নিউক্লিয়াসের সাথে একটি সরল বা জটিল কণার (নিউক্লিয়ন, আলফা কণা, y কোয়ান্টাম) সংঘর্ষের সাথে শুরু হওয়া প্রক্রিয়া হিসাবে বোঝা যায়। উল্লেখ্য যে একটি প্রতিক্রিয়ার সংজ্ঞাটিও একটি বিশেষ ক্ষেত্রে, কণা বিচ্ছুরণের দ্বারা সন্তুষ্ট হয়৷1 পারমাণবিক বিক্রিয়ার দুটি উদাহরণ নীচে দেওয়া হল৷

ঐতিহাসিকভাবে, প্রথম পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া (রাদারফোর্ড, 1919 - প্রোটনের আবিষ্কার):

নিউট্রনের আবিষ্কার (চ্যাডউইক, 1932):

নিউক্লিয়াস এবং প্রাথমিক কণার বৈশিষ্ট্য, নিউক্লিয়াসের উত্তেজিত অবস্থা ইত্যাদি সম্পর্কে তথ্য পেতে পারমাণবিক বিক্রিয়ার অধ্যয়ন প্রয়োজন। আমাদের ভুলে যাওয়া উচিত নয় যে মাইক্রোওয়ার্ল্ডে, কোয়ান্টাম আইনের উপস্থিতির কারণে, একটি কণা বা নিউক্লিয়াসকে "দেখানো" যায় না। অতএব, মাইক্রোবজেক্ট অধ্যয়নের প্রধান পদ্ধতি হল তাদের সংঘর্ষের অধ্যয়ন, অর্থাৎ, পারমাণবিক বিক্রিয়া। প্রয়োগের ক্ষেত্রে, পারমাণবিক শক্তির ব্যবহারের পাশাপাশি কৃত্রিম রেডিওনুক্লাইড উৎপাদনের জন্য পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া প্রয়োজন।

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া প্রাকৃতিক পরিস্থিতিতে ঘটতে পারে (উদাহরণস্বরূপ, তারার অভ্যন্তরে বা মহাজাগতিক রশ্মিতে)। কিন্তু তাদের অধ্যয়ন সাধারণত পরীক্ষাগারের অবস্থার মধ্যে বাহিত হয়, পরীক্ষামূলক সুবিধাগুলিতে। পারমাণবিক বিক্রিয়া চালানোর জন্য, পারমাণবিক শক্তির কর্মের ব্যাসার্ধের ক্রম অনুসারে কণা বা নিউক্লিয়াসকে নিউক্লিয়াসের সাথে দূরত্বে আনতে হবে। কুলম্ব বাধা চার্জযুক্ত কণাকে নিউক্লিয়াসের কাছে আসতে বাধা দেয়। অতএব, চার্জযুক্ত কণাগুলিতে পারমাণবিক বিক্রিয়া চালানোর জন্য, তারা ব্যবহার করে এক্সিলারেটর, যেখানে কণা, একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে ত্বরান্বিত হয়, বাধা অতিক্রম করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি অর্জন করে। কখনও কখনও এই শক্তি কণার অবশিষ্ট শক্তির সাথে তুলনীয় বা এমনকি এটি অতিক্রম করে: এই ক্ষেত্রে, গতি আপেক্ষিক মেকানিক্সের আইন দ্বারা বর্ণিত হয়। প্রচলিত এক্সিলারেটরে ( লিনিয়ার এক্সিলারেটর, সাইক্লোট্রনইত্যাদি) দুটি সংঘর্ষকারী কণার ভারী, একটি নিয়ম হিসাবে, বিশ্রামে থাকে এবং হালকাটি আক্রমণ করে। বিশ্রামে থাকা একটি কণাকে বলা হয় লক্ষ্য (ইংরেজি -লক্ষ্য)। ওভারল্যাপিং, বা বোমা হামলা, কণাগুলি রাশিয়ান ভাষায় একটি বিশেষ নাম পায়নি (ইংরেজিতে প্রজেক্টাইল শব্দটি ব্যবহৃত হয় - প্রজেক্টাইল)। বিম এক্সিলারেটরের সংঘর্ষে (সংঘর্ষকারী)উভয় সংঘর্ষকারী কণাই চলমান, তাই একটি লক্ষ্য এবং ঘটনা কণার একটি মরীচিতে বিভাজন অর্থহীন হয়ে পড়ে।

একটি বিক্রিয়ায় চার্জযুক্ত কণার শক্তি কুলম্ব বাধার উচ্চতার চেয়ে কম হতে পারে, যেমনটি জে. ককক্রফ্ট এবং ই. ওয়ালটনের ধ্রুপদী পরীক্ষায় দেখা গেছে, যারা 1932 সালে ত্বরিত রান দিয়ে বোমাবর্ষণ করে লিথিয়াম নিউক্লিয়াসকে কৃত্রিমভাবে বিভক্ত করেছিলেন। . তাদের পরীক্ষায়, কুলম্ব সম্ভাব্য বাধার মধ্য দিয়ে টানেলিং করার মাধ্যমে লক্ষ্য নিউক্লিয়াসে প্রোটনের অনুপ্রবেশ ঘটে (বক্তৃতা 7 দেখুন)। এই ধরনের একটি প্রক্রিয়ার সম্ভাবনা, অবশ্যই, বাধা কম স্বচ্ছতার কারণে খুব কম।

সাংকেতিকভাবে পারমাণবিক বিক্রিয়া লেখার বিভিন্ন উপায় আছে, যার মধ্যে দুটি নিচে দেওয়া হল:

একটি নির্দিষ্ট কোয়ান্টাম অবস্থায় সংঘর্ষকারী কণার সংগ্রহ (উদাহরণস্বরূপ, আরএবং লি) বলা হয় ইনপুট চ্যানেলপারমাণবিক প্রতিক্রিয়া। একই কণার সংঘর্ষে (স্থির ইনপুট চ্যানেল), সাধারণ ক্ষেত্রে, বিভিন্ন প্রতিক্রিয়া পণ্য প্রদর্শিত হতে পারে। এইভাবে, Li-এর সাথে প্রোটনের সংঘর্ষে, Li-এর প্রতিক্রিয়া হয় (আর, 2a), লি (আর,পি)হতে, 7 লি(/;, dfহতে এবং অন্যান্য। এই ক্ষেত্রে আমরা প্রতিযোগী প্রক্রিয়া সম্পর্কে বা একটি সেট সম্পর্কে কথা বলি আউটপুট চ্যানেল।

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া প্রায়শই একটি ছোট আকারে লেখা হয়: (a, b) -সেগুলো. শুধুমাত্র আলোক কণা নির্দেশ করে এবং প্রতিক্রিয়ার সাথে জড়িত নিউক্লিয়াস নির্দেশ করে না। উদাহরণস্বরূপ, এন্ট্রি (/>, পি)মানে প্রোটন দ্বারা নিউক্লিয়াস থেকে নিউট্রন ছিটকে যাওয়া, ( পৃ, y)-একটি y-কোয়ান্টাম নির্গমন সহ একটি নিউক্লিয়াস দ্বারা একটি নিউট্রন শোষণ, ইত্যাদি

পারমাণবিক বিক্রিয়ার শ্রেণীবিভাগনিম্নলিখিত মানদণ্ড অনুযায়ী সঞ্চালিত হতে পারে:

I. প্রক্রিয়ার ধরন অনুসারে

• 1) বিকিরণ ক্যাপচার: (l, y),(আর,y)
• 2) পারমাণবিক আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব: (y, l), (y, আর)
• 3) নিউক্লিয়ন-নিউক্লিয়ন বিক্রিয়া:
  • ক) একটি নিউক্লিয়ন বা নিউক্লিয়নের গ্রুপকে ছিটকে দেওয়া (l, আর),(আর, ক) ইত্যাদি
  • খ) নিউক্লিয়নের "বাষ্পীভবন" (/?, 2l), (আর, 2আর)এবং তাই
  • গ) ভাঙ্গন ( d, /?), (d, p)এবং পিকআপ (p, d), (l, ঘ)
• 4) বিভাজন: (l, D (r, D O/,U)
• 5) সংশ্লেষণ (ফিউশন)
• 6) স্থিতিস্থাপক বিক্ষিপ্তকরণ: (l, l')
• 7) স্থিতিস্থাপক অপচয়: (l, l)

//. শক্তির মুক্তি বা শোষণের উপর ভিত্তি করে

• 1) এক্সোথার্মিক প্রতিক্রিয়া
• 2) এন্ডোথার্মিক প্রতিক্রিয়া

III. বোমাবর্ষণকারী কণার শক্তি দ্বারা

• 1) কম শক্তি (
• 2) মাঝারি শক্তি (1 keV-10 MeV)
• 3) উচ্চ শক্তি (> 10 MeV)

IV বোমাবাজি নিউক্লিয়াসের ভর দ্বারা

• 1) হালকা নিউক্লিয়াসের উপর (ক 50)
• 2) মাঝারি ভরের নিউক্লিয়াসের উপর (50 A
• 3) ভারী নিউক্লিয়াসের উপর (এ > 100)

V বোমাবাজি কণার ধরন দ্বারা

• 1) চার্জযুক্ত কণার উপর (/;, s!,aএবং ভারী আয়ন)
• 2) নিউট্রনের উপর
• 3) ফোটনের উপর (ফটোনিউক্লিয়ার বিক্রিয়া)

• স্থিতিস্থাপক বিক্ষিপ্ততার সময়, কণাগুলি কোনও অভ্যন্তরীণ পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায় না এবং কোনও নতুন কণা উপস্থিত হয় না। তাদের মধ্যে শক্তি এবং ভরবেগের একটি পুনর্বণ্টন আছে মাত্র। স্থিতিস্থাপক বিচ্ছুরণে, এই ধরনের বিনিময়ের সাথে, অন্তত একটি কণার অভ্যন্তরীণ অবস্থার পরিবর্তন ঘটে।
• চার্জড পার্টিকেল এক্সিলারেটরের জন্য, লেকচার 15 দেখুন।
• d হল ডিউটেরন, ডিউটেরিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াসের জন্য স্বীকৃত প্রতীক।

Turchina N.V. বিশ্ববিদ্যালয়গুলিতে আবেদনকারীদের কাজের জন্য পদার্থবিদ্যা - এম.: অনিক্স, 2008। - 768 পি।
আইএসবিএন 978-5-94666-452-3
ডাউনলোড করুন(সরাসরি লিঙ্ক) : fizvzadachahdlyapostvvuzi2008.pdf পূর্ববর্তী 1 .. 157 > .. >> পরবর্তী

20.5.7। ইউরেনিয়াম আইসোটোপ 292U দ্বারা একটি নিউট্রন অনুরণিত ক্যাপচারের সময়, তেজস্ক্রিয় আইসোটোপইউরেনিয়াম 239U এটি P ক্ষয়ের মধ্য দিয়ে যায় এবং ট্রান্সুরেনিয়াম মৌল নেপচুনিয়াম 2^Np এর একটি আইসোটোপে পরিণত হয়। নেপচুনিয়াম পি-তেজস্ক্রিয় এবং রূপান্তরিত হয়

প্লুটোনিয়াম 94Pu-তে রূপান্তরিত হয়, যা পারমাণবিক শক্তি পাওয়ার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বর্ণিত পারমাণবিক বিক্রিয়া লিখ।

20.5.8। বেশিরভাগ পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া বিভিন্ন উপায়ে ঘটতে পারে, যাকে "প্রতিক্রিয়া চ্যানেল" বলা হয়। উদাহরণস্বরূপ, যখন লিথিয়াম আইসোটোপ 7Ll প্রোটন দিয়ে বিকিরণ করা হয়,

398
বিভক্ত করা হবে: ক) দুটি অভিন্ন কার্নেল; b) বেরিলিয়াম আইসোটোপ নিউক্লিয়াস বি এবং একটি নিউট্রন। নির্দেশিত "প্রতিক্রিয়া চ্যানেল" এর প্রতিক্রিয়া লিখুন।

20.5.9। অনুপস্থিত চিহ্নগুলি নিম্নলিখিত প্রতিক্রিয়াগুলিতে লিখুন:

h 27.. ,1 A", 4TT... 56--, A"56", 1

ক) 13AI + 0 n^ Z X + 2 He; b) 25MP + z X ^ 26Fe + 0 n;

ক 1 22 4 27 26 ক

গ) ZX +iH^nNa + 2He; d) 13Al + Y^12Mg + zx*

20.5.10। রাদারফোর্ডিয়াম উপাদানটি প্লুটোনিয়াম বিকিরণ করে প্রাপ্ত হয়েছিল।

94Pu দ্বারা নিয়ন নিউক্লিয়াস 10Ne। প্রতিক্রিয়াটি লিখুন যদি জানা যায় যে এটি ছাড়াও আরও চারটি নিউট্রন তৈরি হয়েছে।

20.6। পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া শক্তি

20.6.1। পারমাণবিক বিক্রিয়া 3Li + 1H^^24He এর শক্তি নির্ণয় কর।

20.6.2। নিম্নলিখিত প্রতিক্রিয়াগুলির তাপীয় প্রভাবগুলি নির্ধারণ করুন:

ক) 3Li + 1p ^ 4Be + 0n; খ) 4Be + 0n ^ 4Be + y;

7 4 10 1 16 2 14 4

গ) 3Li + 2a^5 B + 0n; d) 8O + 1 d^7N + 2a।

20.6.3। একটি কণার সর্বনিম্ন শক্তি কতটুকু থাকতে হবে?

পারমাণবিক বিক্রিয়া 3Li + 2He ° 5B + 0n বহন করতে?

20.6.4। নিউক্লিয়ার সময় নির্গত Y-কোয়ান্টামের শক্তি খুঁজুন

23টি প্রতিক্রিয়া 1H + n^1H + Y।

20.6.5। যখন একটি হাইড্রোজেন বোমা বিস্ফোরিত হয়, তখন ডিউটেরিয়াম 1H এবং ট্রিটিয়াম 1H থেকে হিলিয়াম পরমাণু 4He গঠনে একটি থার্মোনিউক্লিয়ার প্রতিক্রিয়া ঘটে।

একটি পারমাণবিক বিক্রিয়া লিখ এবং এর শক্তি উৎপাদন নির্ণয় কর।

20.6.6। পারমাণবিক বিক্রিয়ার শক্তি 4Be +1H^ নির্ণয় কর

^14Be+^H. m = 1 g ভরের সাথে বেরিলিয়ামের সম্পূর্ণ বিক্রিয়ার সময় কোন শক্তি নির্গত হবে?

20.6.7। তাপনিউক্লিয়ার বিক্রিয়া 1h + 2He^4He + ^p শক্তি E1 = 18.4 MeV মুক্তির সাথে ঘটে। কি শক্তি মুক্তি হবে

প্রতিক্রিয়া 3He + 2He^ !He + 2^, যদি 2He নিউক্লিয়াসের ভর ত্রুটি হয়

am = 0.006 amu 1H নিউক্লিয়াসের চেয়ে বেশি?

399
20.6.8। বাঁধাই শক্তির সংজ্ঞা ব্যবহার করে দেখান যে নিউক্লিয়াস C কে নিউক্লিয়াস A এবং B তে বিভক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তিকে এইভাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে: Eab = Ec - (Ea + Eb), যেখানে Ea, Eb, Ec হল সংশ্লিষ্ট নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তি। . অক্সিজেন নিউক্লিয়াস 16O কে একটি আলফা কণা এবং একটি কার্বন নিউক্লিয়াস 12C এ আলাদা করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি নির্ধারণ করুন। বাঁধাই শক্তি: E16^ = 127.62 MeV, Ea = 28.30 MeV, E12^ =

92.16 MeV.

20.6.9। 3Li + 1H^ 3Li + 1p বিক্রিয়া Q = 5.028 MeV শক্তি প্রকাশ করে। লিথিয়াম নিউক্লিয়াসের বাঁধন শক্তি হল E1 = 39.2 MeV, ডিউটেরিয়াম E2 = 1.72 MeV। লিথিয়াম নিউক্লিয়াসের ভর নির্ণয় কর।

20.6.10। যখন নিউক্লিয়াসের সাথে বিদারণ নির্দিষ্ট শক্তিবন্ধন є = = 8.5 MeV/নিউক্লিয়ন, দুটি খণ্ড গঠিত হয় - একটি ভর সংখ্যা Ai = 140 এবং নির্দিষ্ট বাঁধাই শক্তি Єї = 8.3 MeV/নিউক্লিয়ন, অন্যটি ভর সংখ্যা A2 = 94 এবং নির্দিষ্ট বাঁধাই শক্তি є2 = 8 .6 MeV . মূল নিউক্লিয়াসের ভর m = 1 গ্রাম ভাগ করা হলে যে পরিমাণ তাপ নির্গত হবে তা অনুমান করুন। গণনা tr = mn =

1.6724 10-27 কেজি।

20.6.11। ধরে নিই যে ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াস 235U এর বিভাজনের একটি কাজে Eo = 200 MeV শক্তি নির্গত হয়, m = 1 কেজি ইউরেনিয়ামের দহনের সময় নির্গত শক্তি এবং কয়লা mi এর ভর, তাপগতভাবে 1 কেজি ইউরেনিয়ামের সমান। .

20.6.12। যখন একটি ইউরেনিয়াম 235U নিউক্লিয়াস ফিশন হয়, শক্তি Q = 200 MeV নির্গত হয়। ইউরেনিয়ামের অবশিষ্ট শক্তির কোন ভগ্নাংশটি নির্গত শক্তি?

20.6.13। পারমাণবিক জ্বালানী 235U এর ভর প্রবাহ নির্ণয় কর পারমাণবিক চুল্লি পারমাণবিক শক্তি কেন্দ্র. তাপ শক্তিপাওয়ার প্লান্ট P = 10 মেগাওয়াট; এর কার্যকারিতা n = 20%। একটি ফিশন ইভেন্টের সময় নির্গত শক্তি হল Q = 200 MeV।

20.6.14। শক্তি খুঁজুন পারমাণবিক শক্তি কেন্দ্র, প্রতিদিন m = 220 গ্রাম ইউরেনিয়াম আইসোটোপ 235U গ্রহণ করে এবং দক্ষতা n = 25%। অনুমান করুন যে 235U এর একটি ফিশন ইভেন্টে শক্তি Q = 200 MeV নির্গত হয়।

20.6.15। অ্যালুমিনিয়াম গলানোর জন্য, কার্বন আইসোটোপ 11C এর পজিট্রন P ক্ষয়ের সময় নির্গত শক্তি ব্যবহার করা হয়, প্রতিটি কার্বন নিউক্লিয়াস একটি পজিট্রন নির্গত করে। ক্ষয়কারী পণ্যগুলি তেজস্ক্রিয় নয়। কত কার্বন 1I1C এর জন্য প্রয়োজন

I = 30 মিনিটে M = 100 টন অ্যালুমিনিয়াম গলছে, যদি অ্যালুমিনিয়ামের প্রাথমিক তাপমাত্রা 0° = 20 °C হয়?

20.6.16। সোডিয়াম এবং Na ওজনের m = 10 গ্রাম, ইলেকট্রনিক পি-ক্ষয়ের মধ্য দিয়ে, একটি ট্যাঙ্কের মধ্যে একটি অ্যাম্পুলে স্থাপন করা হয়

400
M = 1000 টন জল। ক্ষয়কারী পণ্যগুলি তেজস্ক্রিয় নয়। সময়কাল

সোডিয়াম ক্ষয় সময় T = ^ দিন। সোডিয়াম পচন শুরু হওয়ার প্রথম দিনে পানির তাপমাত্রা কত ডিগ্রি বৃদ্ধি পাবে?

20.6.17। পোলোনিয়াম 84P0 আলফা কণার নির্গমনের সাথে ক্ষয় হয়

এবং সীসার নিউক্লিয়াস গঠন। ক্ষয়কারী পণ্যগুলি তেজস্ক্রিয় নয়। পোলোনিয়ামের অর্ধ-জীবন হল T = 140 দিন। 0 = 0 0C তাপমাত্রায় নেওয়া বরফের কোন ভরকে m = 10 গ্রাম পোলোনিয়ামের ক্ষয়ের সময় t = 35 দিনের মধ্যে নির্গত শক্তি ব্যবহার করে গলানো যায়?

20.7। পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া এবং সংরক্ষণ আইন

20.7.1। বিশ্রামে পোলোনিয়াম নিউক্লিয়াস 84P0 গতিশক্তি Ek = 5.3 MeV সহ একটি আলফা কণা বের করে দেয়। রিকোয়েল নিউক্লিয়াসের গতিশক্তি এবং a-ক্ষয়ের সময় নির্গত মোট শক্তি নির্ণয় কর।