Dziunikowski B - O fizyce i energii jądrowej [2001].pdf

(77982 KB) Pobierz
Bohdan
DZIUNIKOWSKI
O
fizyce
..
D
~©J
[[@\YAY]@
D
1energ11
~
UCZElNIANE
WI{)AWNIGWA NAUKOWO-DYDAKTYCZNE
KRAKÓW 2001
Ze zbiorów Biblioteki Głównej AGH http://www.bg.agh.edu.pl/
ERRATA
Bohdan Dziunikowski „O fizyce i energii jądrowej”
UWND AGH, Kraków 2001, ISBN 83-88408-61-5
strona
13
35
99
99
117
127
167
172
178
251
252
263
wiersz
Tab. 2.1
2
7
13
Rys.11.11
Rys.11.16
23
pod rys.13.1
14
4
3
5
jest
Lepton tau
E
W
1952
Nucleaires
zły opis osi; błędy w podpisie
błędy w zaczernieniu
2
·
10
6
uranowo-radowy
35
Mg
17
powinno być
Taon
E
w
1992
Nucl´aire
e
patrz następna strona
patrz następna strona
2
·
10
−6
uranowo-aktynowy
35
Cl
17
1925
Edwin M. McMillan
Nucleaires
1929
Edwin M. McMillan
Glenn T. Seaborg
Nucl´aire
e
KU 0026 pozycja wydawnictw naukowych
Akademii Górniczo-Hutniczej im.
Stanisława
Staszica w Krakowie
©
Wydawnictwa
AGH,
Kraków 200 l
ISBN
83-88408-61-5
Redaktor Naczelny Uczelnianych Wydawnictw
Naukowo-Dydaktycznych:
prof. dr hab.
inż.
Andrzej Wichur
Z-ca Redaktora Naczelnego:
mgr Beata Barszczewska-Wojda
Recenzent:
pro
f
dr hab.
inż.
Andrzej Kreft
:O~~G·'"~
·.·
·r
"""\(li'
. ,
...
..,,~~
~··"
),•
W
książce
przedstawiono, w sposób
zwięzły
i
przystępny, najważniejsz
dnienia z zakresu
fizyki
jądrowej
i energetyki
jądrowej,
z
uwzględnieniem różnych
ciekawostek historycznych.
W
szczególności dużo
uwagi
poświęcono
reakcjom
jądrowym
i
oddziaływaniu
promieniowania
ją­
drowego z
materią. Wyjaśniono zasadę działania
bomb
jądrowych
i reaktorów
jądrowych różnych
typów. Pokazano
powiązania zjawiskjądrowych
nie tylko z
energetyką,
lecz
także
z innymi dziedzi-
nami nauki i techniki.
Książka
jest przeznaczona
głównie
dla studentów i absolwentów
wyższych
uczelni technicz-
nych.
Może też być pomocą
dla nauczycieli fizyki.
The book covers, in a concise and simpic manner, principal problcms associated with the nucie-
ar physics and nucicar power engineering, including interesting historical details. In particular,
emphasis is put on nucicar reactions and interaction of nucicar radiation with matter. Operation
of nuclear bombs and nuclear reactors of differcnt types, has been cxplaincd. Relations bctwecn
the nucicar physics and othcr fields o
f
science and engineering are shown.
The book is addressed mainly to the students and graduates oftechnical universities.
lt
can also
be hel pful for teachers o
f
physics.
......
•·I>' ,_";A'fN"'Ii''N'
1
!fił'''*'
Projekt
okładki
i stron
tytułowych:
Beata Barszczewska-Wojda
Opracowanie edytorskie:
Małgorzata
Koch
Korekta:
Danuta Harnik
Na wklejce po stronie 250 reprodukcje dyplomów Nagrody Nobla.
Marii
Skłodowskiej-Curie
w Warszawie
Skład
Własność
Muzeum
komputerowy: "Andre",
teł.
423-10-10
Redakcja Uczelnianych Wydawnictw Naukowo-Dydaktycznych
al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
tel. 617-32-28, tel./fax 636-40-38
Ze zbiorów Biblioteki Głównej AGH http://www.bg.agh.edu.pl/
Spis
treści
Od Autora...........
...................... .........................................................................
1.
Wstęp........
.
.................................
..
....................
..
..............................................
2. Zarys struktury materii
i
rozwoju fizyki
jądrowej......................................
2.1.
Współczesny
stan wiedzy o strukturze materii .........................................
2.2. Zarys historii fizyki
jądrowej
....................................................................
2.3.
Udział
fizyków polskich w rozwoju
fizykijądrowej
do lat
pięćdziesiątych
XX wieku
.......................... .... ........................... ........
3.
Właściwości
nukleonów
i
jąder
atomowych..........
.......................................
4.
Siły jądrowe
..........................
...........................................................................
5. Energia
wiązania.............
..
................
..
......................
.
..........................
..
.........
6. Modele
jądra...
.
.....................................................................................
..
......
..
.
6.1. Uwagi ogólne .............
..
.............................................................................
6.2. Model kroplowy ................................. .......................................................
6.3. Model powlakowy
.............................
............
................. ...........................
6.4. Model gazu Fern1iego .........
..
......................
...............................................
7. Spontaniczne pr·zemiany
jąder
ntomowych ....................... ..........................
7.1
.
Rozpady alfa i beta...............................
..
..
............................................... ..
7.2. Promieniowanie gamtna ............................................................................
7.3. Konwersja
wewnętrzna
..................... .......... ..............................................
7 .4. Spontaniczne rozszczepienia
jąder ciężkich
...................
..........................
7.5. Rozpady
jądrowe
z
emisjąpojedynczych
nukleonów
i
ciężkich
jonów ................
.... .....................
................................................................
8. Zjawiska atomowe
towarzyszące
przemianom
jądrowym
.........................
8. l. Charakterystyczne promieniowanie
X.......................................................
8.2. Zjawisko Augcra .......................................................................................
9. Stochastyczny charakter zjawisk
jądrowych
...............................................
9.1. Uwagi
wstępne
.................................................................................
.........
9.2. Statystyczne prawo rozpadów promieniotwórczych.................................
9.3
.
Stała
rozpadu i
szerokość
poziomu ...........................................................
9.4. Przekrój czynny..............
...........................................................................
9.5. Zjawisko tunelowe.....
...............................
.................................................
9
11
13
13
16
19
25
33
35
39
39
39
41
45
47
47
53
57
58
60
63
63
65
67
67
67
71
73
75
5
Ze zbiorów Biblioteki Głównej AGH http://www.bg.agh.edu.pl/
10. Wymuszone przemiany
jąder
atomowych.....................
.................
..............
10.1. Wprowadzenie
....
............
..
......................................
.............
..................
l 0.2. Reakcje
jądrowe
z
oddziaływaniem bezpośrednim
....
....
..
............... .....
10.3. Reakcje z tworzeniem
si<(jądra
złożonego.......
.........
.....
....
.....
..
...........
10.4. Opis
ilościowy
i zjawiska rezonansowe..
........
............ .....
..........
...........
10.5.
Reakcjejądrowe
z wykorzystaniem
cząstek
alfa..................................
l 0.6. Reakcje
jądrowe
z wykorzystaniem przyspieszonych protonów..........
10.7. Odkrycie neutronu i reakcje neutronowe..............................................
10.8. Reakcje z wykorzystaniem deuteronów......
...........
...
..........
.........
.........
10.9. Reakcje z wykorzystaniemjonów
ciężkich..........................................
10.10. Reakcje
fotojądrowe
i
rezonanse gigantyczne..
..
.....
.........
....................
10.11. Promieniowanie kosmiczne i reakcje
kruszeniająder
..
........................
l 0.12. Od promieni kosmicznych do fizyki
cząstek
elementarnych
...
.............
11. Reakcje rozszczepiania
jąder ciężkich
i podstawy energetyki
jądrowej
...........................................................................................................
11
.1.
Krótka historia odkrycia
rozszczepienia
jąder
uranu i wtórnych
neutronów rozszczepieniowych
....
.............
............
..
..
..
.........
............. ...
11.2. Zarys teorii reakcji rozszczepienia ........................................................
11.3. Energia reakcji rozszczepienia
jądra....
.
................................................
11.4. Reakcja lawinowa i
Project Manhattan .................. ..............................
11.5. Masa krytyczna i pierwsze wybuchy
jądrowe
.......................................
11.6. Kontrolowane wyzwalanie
energiijądrowej
..
.......................................
11.6.1.
Początki
techniki reaktorowej ................................................
11.6.2.
Najważniejsze
typy
jądrowych
reaktorów energetycznych ....
11.6.3
.
Wytwarzanie energii termicznej w
rdzeniu
reaktora
i zasada
działania elektrownijądrowych
...............................
11.6.4.
Współczynnik mnożenia
neutronów i
reaktywność
reaktora...........
........................................................................
11.6.5. Sterowanie reaktorem .............................................................
11.6.6. Zatrucia reaktora i oscylacje ksenonowe ...............................
11.6.7. Reaktory na neutronach
prędkich
.........................
.......
..........
11.6.8. Reaktory
ciepłownicze
.......
..........................
....
..
....................
11.6.9. Reaktory wysokotemperaturowe ...... ........
..............................
11.6.1
O.
Reaktory inherentnie bezpieczne
...........................................
11.7. Wytwarzanie nowych paliw
jądrowych;
reaktory
rozmnażające
i
układy
spalacyjne
....
.. .. ..........
.....
.. .. ... ..
.
............ ... .. ......... .... ........ .... .. .. .
11.8. Awarie reaktorów i katastrofa w Czarnobylu na tle innych
zagrożeń
cywilizacyjnych ..................................................................................
...
11.9. Problem
skażeń
i odpadów promieniotwórczych
.................................
12. Reakcje fuzji
jąder
lekkich
............................................................................
12.1.
FuzJajądrowa
w gwiazdach
..................................................................
12.2.
Fuzjajądrowa
w warunkach ziemskich; wybuchy
termojądrowe
........
12.3
.
Próby
realizacjijądrowej
fuzji kontrolowanej ......................................
79
79
80
82
86
89
89
90
92
92
93
97
99
l 03
103
110
112
113
116
121
121
124
129
132
137
138
139
141
143
143
143
146
152
157
157
158
162
6
Ze zbiorów Biblioteki Głównej AGH http://www.bg.agh.edu.pl/
Zgłoś jeśli naruszono regulamin