Библиографический список
1. В. А. Буравихин, В. А. Егоров. Биография электрона. Знание. 1985.
2. Д. тер Хаар. Основы гамильтоновой механики. Наука. 1974.
3. В. А. Балаш. Задачи по физике и методы их решения. Просвещение. 1974.
ПОДРОБНЫЙ АНАЛИЗ ПРОТОН-БОРОВОЙ РЕАКЦИИ С ВЫДЕЛЕНИЕМ ТРЁХ АЛЬФА-ЧАСТИЦ
Руми Ринад Фуадович
Старший научный сотрудник лаборатории ускорительной техники при институте полупроводников и микроэлектроники при Национальном Университете Узбекистана
Лаборатория ускорительной техники при институте полупроводников и микроэлектроники при Национальном Университете Узбекистана, Узбекистан
Аннотация. Рассмотрены теоретические основы ядерная реакция и получения энергии из её осуществления с высокой эффективностью при генерации из выделяемых при этом 3 альфа-частиц. При этом важно указание использование для реализации самой реакции резонансного ускорителя частиц типа ЛЦУ-ЭПД-20.
Ключевые слова: ускоритель, ядерная реакция, энергия, элементарные частицы.
Annotation. The theoretical foundations of a nuclear reaction and obtaining energy from its implementation with high efficiency when generating 3 alpha particles released at the same time are considered. At the same time, it is important to specify the use of a resonant particle accelerator of the LCU-EPD-20 type for the implementation of the reaction itself.
Keywords: accelerator, nuclear reaction, energy, elementary particles.
Первая ядерная реакция представляется следующим образом (2.1).
Протон с энергией в 2,312691131 МэВ и массой в 1,00728 а. е. м., налетает на бор-11 с атомной массой в 11,00930517 а. е. м., с выделением трёх альфа-частицы массы, которых составляют 4,001506179 а. е. м.
Изначально, необходимо определить, какое количество энергии затратит протон, приближаясь к ядру бора-11, а именно высоту кулоновского барьера (2.3), определив радиус ядра бора-11 в (2.2).
Следовательно, нынешняя энергия протона, после затраты на кулоновский барьер, составляет 0,23 эВ. Важно заметить, что сама кинетическая энергия частицы подобрана так, чтобы после её прохода энергия оставалась минимальной, что привело бы к увеличению вероятности взаимодействия в самой ядерной реакции. Теперь, необходимо вычислить энергетический выход данной ядерной реакции, с указанными массами в (2.4).
Поскольку эта реакция экзо-энергетическая, то нет смысла вычислять для неё порог реакции, остаётся лишь записать пару энергетических уравнений (2.52.6) и затем вычислить энергии, приобретаемые альфа-частицами.
Из этих энергетических уравнений стало ясно, что кроме выхода реакции, добавляется и оставшаяся кинетическая энергия, благодаря чему общая энергия, распределяемая между частицами, составляет 11,24006887 МэВ из равенства (2.7). Теперь, для распределения этих энергий достаточно воспользоваться (2.8), в этом случае, хоть и рассматривается выход уже 3 частиц, они имеют один тип, по этой причине, энергия для них распределяется равномерно, как и импульс.
И наконец, остаётся определить сечение ядерной реакции и число взаимодействий. Изначально, необходимо вычислить длину волны налетающих протонов, для этого достаточно определить их импульс через (2.10), перед этим вычислив скорость в (2.9), а затем уже длину волны в (2.11).
Переходя уже к исчислению сечений, достаточно воспользоваться (2.12), но также необходимо использование коэффициента, о котором говорилось ранее, по этой причине применяется и (2.13), и только после вычисляется истинное сечение (2.14), для некоторых подсчётов, этот коэффициент становится равным единице, поэтому просто не указывается, но в данном случае, если подсчитать таким же образом.
Максимально возможное сечение составляет 20 кбн, в данном же случае меньшее сечение благодаря подобранной энергии в циклотроне. Теперь, когда сечение известно, для этой реакции, остаётся ввести число взаимодействий (2.18), перед этим вычислим число атомов на кубометр (2.15) и указав толщину пластины в 13 мкм, поскольку пробег протона (максимальное расстояние, на котором может пройти при определённой энергии) с энергией 1 МэВ составляет это значение.