ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ Массы ядер и их единицы. Дефект

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
1. Массы ядер и их единицы. Дефект масс. Изобары и изотопы.
2. Энергетический эквивалент массы. Энергия связи ядра и энергия связи на нуклон.
3. Свойство насыщения ядерных сил и примерное постоянство энергии связи на нуклон
как его следствие.
4. Зависимость энергии связи на нуклон от массы ядра (кривая Бете-Вайцзекера). Оценка
по этой зависимости энерговыделения при делении.
5. Полуэмпирическая формула Бете-Вайцзекера для энергии связи. Физический смысл её
слагаемых.
6. Анализ делимости ядер и возможности достижения цепной ядерной реакции по
параметрам потенциальных барьеров.
7. Уравнение радиоактивного распада (вывод). Связь между постоянной распада и
периодом полураспада. Равновесное количество радиоактивного материала.
8. Типы радиоактивного распада. Примеры.
9. Энергетические условия устойчивости ядер по отношению к различным типам
радиоактивного распада.
10. (N,Z)-карта нуклидов и её основные области.
11. Нейтронно-избыточные и нейтронно-дефицитные ядра. Типичные моды их распада.
12. Распадные процессы в изобарной цепочке. β–-, β+- и ЕС-процессы.
13. Физика эмиссии мгновенных нейтронов деления. Среднее число нейтронов на деление.
14. Понятие о ядерной реакции. Спонтанные и вынужденные ядерные реакции. Сечения
взаимодействия, его единицы.
15. Упругое рассеяние и его основные закономерности в предельных случаях. Замедление
нейтронов.
16. Реакция
радиационного
захвата.
Символьная
запись,
типичная
энергетическая
зависимость сечения, примеры, значимость для физики размножающих систем.
17. Конкурирующие нейтронные реакции в размножающих средах.
18. Уравнение скорости деления для бесконечной размножающей среды. Физический смысл
его основных параметров.
19. Основные принципы достижения цепного процесса в естественной смеси изотопов
урана. Назначение отражателя.
20. Пороговые и беспороговые, экзотермические и эндотермические ядерные реакции.
Примеры.
21. Природные и искусственные ядерные материалы, их пригодность для использования в
качестве ядерного топлива. Причины исключительного значения урана-235.
22. Макроскопические сечения взаимодействия. Эффективный коэффициент размножения
нейтронов в однокомпонентной и многокомпонентной средах.
23. Факторы, влияющие на величину критической массы размножающей системы.
24. Время жизни вторичного нейтрона в различных средах. Причина необходимости
высокого обогащения оружейного делящегося материала по урану-235 и плутонию-239.
25. Процессы, протекающие при подрыве ядерного взрывного устройства деления. Оценка
времени существования надкритического состояния и времени набора поколений.
26. Энергетический выход ядерного взрывного устройства и оптимальное время включения
нейтронного инициатора.
27. Неоптимальное время включения нейтронного инициатора ядерного взрывного
устройства. Режимы «проскок» и «хлопок». Основные причины срабатывания ЯВУ в
режиме «хлопок».
28. Полоний-бериллиевый нейтронный инициатор. Методы наработки полония. Проблемы
обращения с полонием.
29. Пушечная (ствольная) схема ядерного боеприпаса. Основной физический принцип.
Инженерное оформление, материал, преимущества и недостатки.
30. Имплозионная схема ядерного боеприпаса. Основной физический принцип. Инженерное
оформление, материал, преимущества и недостатки.
31. Причины невозможности создания ядерного взрывного устройства на замедленных
нейтронах. «Бомба-реактор» как пример тупиковой технологической ветви.
32. Основные ядерно-физические свойства плутония. Физический принцип наработки и
имеющиеся запасы оружейного плутония.
33. Особенности технологии плутония. Проблемы обращения с плутонием.
34. Состав оружейного плутония. Требования к конструкции и эксплуатационному циклу
реактора-наработчика, оценка его производительности по плутонию.
35. Плутоний-240, его свойства, каналы образования и роль в ядерном оружии.
36. Плутоний-238, его основные свойства, каналы его образования при облучении урана в
реакторе и роль в ядерном оружии.
37. Изотопный состав и физические свойства реакторного плутония. Оценка возможности
использования реакторного плутония в ядерном оружии.
38. Роль трития в ядерном оружии. Цели и физический смысл бустирования ядерного заряда
и введения энерговыделяющего термоядерного узла.
39. Основные элементы структуры современного ядерно-оружейного потенциала развитого
государства.
40. Системная роль ядерного оружия, его принципиальные отличия от иных вооружений.
41. Ядерное оружие стран «ядерной пятёрки» (качественный обзор и системное значение).
42. Назначение и роль ядерных испытаний.
43. Ядерное оружие Индии и Пакистана. Особенности ядерных статусов Израиля и КНДР.
44. Понятие
«порогового
ядерного
государства»,
его
историческая
ретроспектива.
Проблемы вокруг ядерной программы Ирана.
45. ДНЯО, предпосылки его заключения, состояние и перспективы.
46. Реактивность. Невозможность регулирования цепной реакции деления с использованием
лишь мгновенных нейтронов деления.
47. Физика эмиссии запаздывающих нейтронов деления.
48. Время жизни вторичного нейтрона в различных средах с учётом различных факторов
(наличие либо отсутствие замедлителя, соотношение между реактивностью и долей
запаздывающих нейтронов деления).
49. Основное
условие
управляемости
ядерного
реактора
и
технические
средства
управления.
50. Назначение и типы замедлителей. Основные требования к веществу замедлителя.
51. Формула четырёх сомножителей и её упрощение в случае гетерогенного реактора.
Основные функциональные элементы ядерных реакторов на тепловых нейтронах.
52. Преимущества гетерогенной компоновки ядерного реактора.
53. Назначение теплоносителя. Критерии его выбора. Схемы теплосъёма и теплопередачи в
реакторах различных типов.
54. Тепловыделяющие элементы и тепловыделяющие сборки (назначение, устройства,
материалы).
55. Основные типы энергетических ядерных реакторов на тепловых нейтронах, их
преимущества и недостатки.
56. АЭС с водо-водяными энергетическими реакторами (под давлением и кипящими).
Физико-технические схемы, сравнительные преимущества и недостатки.
57. АЭС с канальным водо-графитовым реактором РБМК, их сравнительные преимущества
и недостатки.
58. АЭС с реактором на быстрых нейтронах. Концептуальная роль таких реакторов.
59. Квадрат длины замедления 𝜏 и длина диффузии 𝐿 как основные параметры замедлителя.
60. Безъядерные зоны, их юридический статус и политическая значимость.
61. Законы сохранения в ядерной физике.