IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )



Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
5 страниц V  « < 3 4 5  
Reply to this topicStart new topic
> Скорости нейтронов и молекул, Вынос из обсуждения И кассеты у них кривые
Dobryak
сообщение 22.10.2023, 18:16
Сообщение #81


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 884
Регистрация: 8.5.2013
Из: Подмосковье
Пользователь №: 33 796



QUOTE(eninav @ 22.10.2023, 13:23) *
Насколько я понимаю, энергия каждого осколка - порядка 100 МэВ, а энергия связи электрона в ядре - порядка единиц-десятков эВ, т.е. в миллионы раз меньше. Поэтому осколки спокойно улетят в разные стороны, а электроны останутся на месте. Потом, когда осколки пролетев несколько микрон растеряют энергию и остановятся, они на месте нахватают электронов от верхних оболочек других атомов (т.к. у электронов на верхних оболочках энергия связи меньше). Получится много положительных ионов. А те электроны, которые остались на месте, будут бродить по веществу, пока не найдут какой-нибудь положительный ион, и не рекомбинируют с ним.

Для ионизации атома важна скорость пролетающего заряда по сравнению со скоростью электронов на орбите. Есть правило, что размеры всех атомов примерно одинаковы. Важна экранировка заряда ядра электронами оболочек. В самом грубом приближении внешний электрон видит заряд ядра, экранированный до 1 остальными Z-1 электронами. Т.е, размер атома около размера атома водорода. Во втором приближении на оболочках сидит по несколько электронов, т.е., частично они сидят в атоме дальше, чем мой отдельно взятый электрон, и в экранировке ядра участвуют только частично. Тем самым эффективный заряд ядра для внешних электронов больше, чем Z-1, и это "больше" растет внутри периода таблицы Менделеева с ростом атомного номера ядра --- атомы как-бы сжимаются. Полезно посмотреть на плотность разных металлов в отношении к числу нуклонов в ядре: с точностью до примерно двойки это мировая постоянная.

Электроны в делившемся ядре останутся на месте, только если скорость осколков сильно выше скорости электронов в атомах --- этот т.н. приближение Мигдала. И еще раз подчеркну, что двуокись урана в топливе --- это керамика, и как бы неплохой изолятор. Поэтому электроны в нем особо бродить не будут, вся нейтрализация осколка происходит в виде последовательности ионизации и рекомбинации цепочки атомов вдоль прорытого осколком канала.

Сообщение отредактировал Dobryak - 22.10.2023, 18:19
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ирина Дорохова
сообщение 23.10.2023, 12:31
Сообщение #82


Завсегдатай
****

Группа: Haunters
Сообщений: 754
Регистрация: 7.4.2015
Пользователь №: 34 148



Спасибо большое всем за объяснения!
Проверочная работа (ну, что ученица поняла из суммы сказанного): когда осколки разлетаются, то они разлетаются с высокой энергией и скоростью, поэтому теряют электроны, у которых энергия связи с ядром гораздо ниже. Но в процессе полета осколки собирают какое-то количество электронов из электронных оболочек тех атомов, мимо которых пролетают, и этот-то процесс осколки и тормозит. По проторенному осколками пути летят оставшиеся после деления электроны. По дороге они "садятся" на ионизированные атомы (у которых осколки унесли электроны в процессе пролета), а когда добредают до затормозившегося осколка, формируют его оболочки.
Фсе корректно?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
eninav
сообщение 23.10.2023, 23:42
Сообщение #83


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 475
Регистрация: 1.4.2011
Из: Луховицы
Пользователь №: 33 030



Цитата(Dobryak @ 22.10.2023, 18:16) *
И еще раз подчеркну, что двуокись урана в топливе --- это керамика, и как бы неплохой изолятор. Поэтому электроны в нем особо бродить не будут, вся нейтрализация осколка происходит в виде последовательности ионизации и рекомбинации цепочки атомов вдоль прорытого осколком канала.

Если говорить конкретно про реактор на мощности, а не просто самопроизвольно распавшийся атом, то там будет просто дофигища ионизирующего излучения - бетта и гамма от продуктов деления, гамма от деления, альфа от трансуранов. Так что даже керамика думаю будет достаточно неплохо проводить ток. Хотя конечно да, тяжелый осколок должен сделать нехилый такой ионизированный канал.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
eninav
сообщение 24.10.2023, 8:47
Сообщение #84


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 475
Регистрация: 1.4.2011
Из: Луховицы
Пользователь №: 33 030



Цитата(Ирина Дорохова @ 23.10.2023, 12:31) *
Спасибо большое всем за объяснения!
Проверочная работа (ну, что ученица поняла из суммы сказанного): когда осколки разлетаются, то они разлетаются с высокой энергией и скоростью, поэтому теряют электроны, у которых энергия связи с ядром гораздо ниже. Но в процессе полета осколки собирают какое-то количество электронов из электронных оболочек тех атомов, мимо которых пролетают, и этот-то процесс осколки и тормозит. По проторенному осколками пути летят оставшиеся после деления электроны. По дороге они "садятся" на ионизированные атомы (у которых осколки унесли электроны в процессе пролета), а когда добредают до затормозившегося осколка, формируют его оболочки.
Фсе корректно?

В целом да, только небольшая поправка. "осколки собирают какое-то количество электронов из электронных оболочек тех атомов, мимо которых пролетают, и этот-то процесс осколки и тормозит" - основная причина торможения не то что осколки собирают какое-то количество электронов, а то что они ионизируют атомы, в которые врезаются (т.е. выбивают из них электроны). На каждую ионизацию тратится несколько десятков эВ, так что энергии осколка хватит на ионизацию деястков-сотен тысяч атомов, а элекронов больше своего заряда он набрать не сможет, это десятки (самый тяжелый - гадолиний, у него заряд 64).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Dobryak
сообщение 24.10.2023, 10:58
Сообщение #85


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 884
Регистрация: 8.5.2013
Из: Подмосковье
Пользователь №: 33 796



QUOTE(Ирина Дорохова @ 23.10.2023, 12:31) *
Спасибо большое всем за объяснения!
Проверочная работа (ну, что ученица поняла из суммы сказанного): когда осколки разлетаются, то они разлетаются с высокой энергией и скоростью, поэтому теряют электроны, у которых энергия связи с ядром гораздо ниже. Но в процессе полета осколки собирают какое-то количество электронов из электронных оболочек тех атомов, мимо которых пролетают, и этот-то процесс осколки и тормозит. По проторенному осколками пути летят оставшиеся после деления электроны. По дороге они "садятся" на ионизированные атомы (у которых осколки унесли электроны в процессе пролета), а когда добредают до затормозившегося осколка, формируют его оболочки.
Фсе корректно?

Нет, не Фсе корректно! При одной и той же скорости осколок с атомным весом имеет энергию примерно в 100( число нуклонов в осколке) умножить на 1840 (отношение массы нуклона к массе электрона) раз выше, чем электрон. Ионизационные потери определяются именно скоростью осколка. Электроны в атоме ускоряются электрическим полем пролетающего осколка. Чем медленнее летит осколок (ион) и чем больше его заряд, тем дольше и сильнее на атомарный электрон действует сила притяжения к иону. Чтобы электрон из атома вырвать (это и есть ионизация), надо атомарному электрону в поле иона набрать скорость выше, чем скорость его движения на атомарной орбите. Именно этим временем действия иона на атомарные электроны определяется т.н. Брэгговский пик в радиационной терапии опухолей: на единицу расстояния ионизация максимальна перед остановкой иона, а затем быстро сходит на нет.

Теперь о гамма квантах и бета-электронах в диоксиде урана. В своих воспоминаниях Вигнер пишет, что первым ответом экспертов по физике твердого тела было, что теоретики не берут на себя ответственность гарантировать, что из-за радиационные повреждения топлива работа реактора будет возможны дольше, чем пара недель, даже месяц казался невозможным. Но мы то сегодня знаем, что ТВС стоит в активной зоне 4 года подряд и таблетки в нем в труху не превращаются и эта труха оболочки ТВЭЛ-ов в клочья не рвет. Так что электроны по топливной таблетке просто так не шастают: "демоны были, мы не отрицаем, но они самоликвидировались" ((с) Милославский из "Ивана Васильевича") --- в середине 1940-х понимания радиационной стойкости материалов просто не было.

Сообщение отредактировал Dobryak - 24.10.2023, 18:01
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ирина Дорохова
сообщение 24.10.2023, 15:29
Сообщение #86


Завсегдатай
****

Группа: Haunters
Сообщений: 754
Регистрация: 7.4.2015
Пользователь №: 34 148



Так...
Цитата
основная причина торможения не то что осколки собирают какое-то количество электронов, а то что они ионизируют атомы, в которые врезаются (т.е. выбивают из них электроны)
- а разве это не две стороны одной медали? Или выбитые электроны не садятся на осколок, а отправляются... куда они отправляются? Учитывая замечание Добряка о том, что "электроны по таблетке просто так не шастают" и его же замечание о том, что чем ниже скорость, тем дольше сила притяжения осколка действует на атомарный электрон.
Дорогой Добряк, из Вашего замечания я, наверно, должна была уяснить, что процесс активного сбора электронов - это следствие замедления осколка, а не его причина. Но что же тогда причина?
И еще: а почему именно шастающие электроны должны порвать в труху таблетку?
И еще (ну так... образно... по-филологически...) электроны в таблетках, если я правильно уловила мысль про скорости и энергии, не шастают, они там чилят расслабленно )).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Dobryak
сообщение 24.10.2023, 21:02
Сообщение #87


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 884
Регистрация: 8.5.2013
Из: Подмосковье
Пользователь №: 33 796



QUOTE(Ирина Дорохова @ 24.10.2023, 15:29) *
Так...
- а разве это не две стороны одной медали? Или выбитые электроны не садятся на осколок, а отправляются... куда они отправляются? Учитывая замечание Добряка о том, что "электроны по таблетке просто так не шастают" и его же замечание о том, что чем ниже скорость, тем дольше сила притяжения осколка действует на атомарный электрон.
Дорогой Добряк, из Вашего замечания я, наверно, должна была уяснить, что процесс активного сбора электронов - это следствие замедления осколка, а не его причина. Но что же тогда причина?
И еще: а почему именно шастающие электроны должны порвать в труху таблетку?
И еще (ну так... образно... по-филологически...) электроны в таблетках, если я правильно уловила мысль про скорости и энергии, не шастают, они там чилят расслабленно )).

Ирина, тут две стороны медали: ион замедляется передачей энергии электронам, которые он выбивает из атомов. В таблетке ион летит по прямой, оставляя после себя "канал" ионизованных атомов. Керамики знамениты своей плохой теплопроводностью и, согласно закону Видемана-Франца, это означает и плохую электропроводность. Нейтрализация
заряда осколка происходит поэтому вдоль этого канала.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ирина Дорохова
сообщение 24.10.2023, 23:14
Сообщение #88


Завсегдатай
****

Группа: Haunters
Сообщений: 754
Регистрация: 7.4.2015
Пользователь №: 34 148



Ну вроде все сложилось, спасибо!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
eninav
сообщение 25.10.2023, 9:48
Сообщение #89


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 475
Регистрация: 1.4.2011
Из: Луховицы
Пользователь №: 33 030



Цитата(Ирина Дорохова @ 24.10.2023, 15:29) *
Так...
- а разве это не две стороны одной медали? Или выбитые электроны не садятся на осколок, а отправляются... куда они отправляются? Учитывая замечание Добряка о том, что "электроны по таблетке просто так не шастают" и его же замечание о том, что чем ниже скорость, тем дольше сила притяжения осколка действует на атомарный электрон.

Конечно, какую-то часть выбитых электронов осколок может захватить, но очень небольшую. Потому что энергии осколка хватит на ионизацию десятков-сотен тысяч атомов, а осколок сможет забрать только несколько десятков. Выбитые электроны скорее всего достаточно быстро рекомбинируют со своими ионами (или не своими - неважно). Энергия связи при этом высветится в виде кванта света, который быстро поглотится в веществе, и в конечном итоге перейдет в тепло.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ирина Дорохова
сообщение 25.10.2023, 10:35
Сообщение #90


Завсегдатай
****

Группа: Haunters
Сообщений: 754
Регистрация: 7.4.2015
Пользователь №: 34 148



Ахха, спасибо!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
nuc
сообщение 1.11.2023, 15:09
Сообщение #91


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 184
Регистрация: 16.4.2019
Из: США
Пользователь №: 34 767



QUOTE(generalissimus1966 @ 21.10.2023, 17:03) *
Люди, не смущайте Ирину! smile.gif
Решётка плотная в смысле атомов, то есть, их электронных оболочек.
Но осколки деления - это ядра, и им электронные оболочки, в общем, прозрачны smile.gif поэтому дальности разлёта в сотни атомных слоёв. Расстояния же между именно ядрами достаточно велики.
Разлёт осколков микроскопический с бытовой точки зрения, но достаточно большой, с точки зрения постоянной решётки, чтобы расстаться с теми электронами, которые "были", и нахватать новых на новом месте.


Если летят только ядра, то где остаются "свободные" электроны? А, ну да... про это уже написали выше.

Сообщение отредактировал nuc - 1.11.2023, 15:16
Go to the top of the page
 
+Quote Post

5 страниц V  « < 3 4 5
Reply to this topicStart new topic
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 29.3.2024, 2:15