Баухаус Архитектура Москвы Явление радиоактивности испытания ядерного оружия Физика твердого тела

Уменьшение удельной энергии связи при переходе к тяжелым элементам объясняется увеличением энергии кулоновского отталкивания протонов. В тяжелых ядрах связь между нуклонами ослабевает, а сами ядра становятся менее прочными. В случае стабильных легких ядер, где роль кулоновского взаимодействия невелика, числа протонов и нейтронов Z и N оказываются одинаковыми

Наведенная или ориентационная анизотропия создается искусственно с помощью особой технологии обработки исходного материала, например, при холодной прокатке, отжиге в магнитном поле или в поле внешних упругих напряжений, перекристаллизации в магнитном поле, напылении пленок в присутствии магнитного поля, напылении пленок под углом и т.п. Один из механизмов формирования - направленное уполядочение дефектов, роль которых могут выполнять атомы замещения и внедрения в сплаве, вакансии, дислокации и т.п. Суть явления - диффузия примесных центров и их упорядочение вдоль таких направлений в кристалле, чтобы возникшая анизотропия стабилизировала имеющуюся ориентацию вектора намагниченности. Например, при отжиге в магнитном поле дефекты упорядочиваются и т.о. образуют одноосную анизотропию с направлением легкой оси, совпадающей с направлением магнитного поля.
Обменная или однонаправленная анизотропия - за счет обменных сил на границе двух магнитных фаз: ферромагнетика и антферромагнетика.
Поверхностная анизотропия - поскольку молекулярное поле для ионов в объеме и на поверхности различается, то возникает поверхностная анизотропия, которая важна для тонких пленок. Неель показал, что,

UK, пов = Kпов cosphi,

(14.7)

где phi - угол между вектором спонтанной намагниченности и нормалью к поверхности. Для Fe и Ni UK,пов ~ 0.1 - 1 эрг/см2.

3) Энергия магнитострикционной деформации - Uλ. Магнитострикция - это изменение размеров тела при намагничении. Так Ni - сжимается в направлении намагничения и увеличивается в размерах в поперечном направлениии, а Fe - в слабых полях увеличивается в направлении намагничения. Величина Δl/l = λS - константа магнитострикции. Вообще говоря, константа магнитострикции и, соответственно, магнитострикционная деформация, εijM, являются тензорами: Быстрые реакторы-размножители с жидкометаллическим теплоносителем. Наиболее распространенный тип быстрого реактора - это реактор, использующий натрий в качестве теплоносителя. Преимущества жидкого натрия в охлаждении реакторов обсуждены в гл. 3. Натрий является отличным теплоносителем и может обеспечивать теплоотвод в условиях очень высоких объемных плотностей энерговыделения, имеющих место в реакторах этого типа (обычно в 5 раз больше, чем в реакторах PWR).

(14.8)

В случае кубической симметрии тензор λijkl сводится к двум независимым константам λ[100] и λ[111]. В этом случае λ можно представить в виде матрицы

(14.9)

Если λ[100] =λ[111] =λ, то магнитострикция изотропна, что характерно для полиметаллов. В этом случае можно считать, что

λ = (2lambda[100] + 3λ[111])/5.

(14.10)

Для Fe -----> λ[100] = 19.5·106 и λ[111] = -18.8·10-6, соответственно, λ = -3.48·10-6.

Энергия магнитострикционной деформации

Uλ = ЕλλS2/2,

(14.11)

где Еλ - модуль Юнга. Магнитострикционный эффект является обратимым.

Рис. 14.4
Рис. 14.4. Формирование доменной структуры

    Два соседних домена с противоположными векторами намагниченности [100] и [-100] не обладают упругой энергией, т.к. у них λS одинаковы (рис. 14.4а). Энергия ферромагнитного образца понижается при образовании домена в форме 3-х гранной призмы, замыкающей магнитный поток (рис.14.4б). Замыкающий домен намагничен в направлении, перпендикулярном намагниченности 2-х доменов, т.е. по оси [010]. Поэтому он стремится удлиниться в напралении [010], компенсируя сжатие в этом направлении, обусловленное расширением вдоль [100]. Т.о в замыкающем домене сосредоточен некоторый запас магнитоупругой энергии. Эта энергия пропорциональна объему замыкающего домена. Если остальные факторы не препятствуют, то обазуется такое число доменов, при котором достигается минимум суммы этих двух энергий (рис.14.4в) .

Такая зависимость удельной энергии связи от массового числа делает энергетически возможными два процесса: 1) деление тяжелых ядер на несколько более легких ядер и 2) слияние (синтез) легких ядер в одно ядро. Оба процесса должны сопровождаться выделением большого количества энергии
Радиоактивность Воздействие радиации на человека