Презентация к уроку физики в 9 классе "Искусственная радиоактивность"

УРОК 8­9 ИСКУССТВЕННАЯ  РАДИОАКТИВНОСТЬ. §66, 67,72    ОК ­ 22 ФИЗИКА ВЫСОКИХ  ЭНЕРГИЙ

I. 1.ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ­         превращения атомных ядер в результате взаимодействия друг  с другом или какими­либо частицами УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ :   Х  b НАЧАЛЬНАЯ ­ ПАРА ­КОНЕЧНАЯ У + a + X(a,b)Y 2. При всех ядерных реакциях справедливы законы сохранения:  электрического заряда        энергии         импульса         числа нуклонов 3.  Частицы, вызывающие реакции:   протон, нейтрон,  ­частицы,  ­лучи

II. ВИДЫ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ 1. 1919г. – Э. Резерфорд (Англия)­ первая искусственная  ядерная реакция 7N + 4 14 2He => 17 8O + 1 1H открытие протона Эрнест Резерфорд (Англия) (1871 – 1937)

2. 1932г. – Д.Чедвик (Англия) – открытие нейтрона Джеймс Чедвик (Англия) (1891­1974)

3. 1938г. – О.Ганн, Ф. Штрассман (Германия) – ядерные  реакции деления ядер урана Фриц Штрассман (1902-1980) Отто Ган (1879-1968) Отто Фриш (1904- 1979) Лиза Мейтнер (1878-1968)  1939 г. О.Фриш (Англия), Л.Мейтнер (Австрия) – объяснение  явления

• Удельная энергия связи ядер атомов, занимающих в периодической системе последние места (А около 200), примерно на 1 МэВ/нуклон меньше удельной энергии связи в ядрах элементов, находящихся в середине периодической системы (А около 100). РЕАКЦИИ ДЕЛЕНИЯ • Система после деления переходит в состояние с минимальной внутренней энергией, так как чем больше энергия связи ядра, тем большая энергия должна выделяться при образовании ядра и тем меньше внутренняя энергия образовавшейся вновь системы. ≈ ≈ Сопровождается выделением энергии: 1 ядро   3т угля, 2,5 т. нефти  220МэВ   1г. Процесс деления тяжелых ядер на ядра элементов средней части периодической системы является «энергетически выгодным».

В одном килограмме урана ­235 заключается столько же  энергии, сколько выделится при сгорании  93 вагонов угля  или 67 цистерн жидкого топлива.

КАПЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ЯДЕРНОЙ РЕАКЦИИ КАПЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ЯДЕРНОЙ РЕАКЦИИ (Гамов Г.А., Френкель Я.И., Бор Н.) γ ­ излучение Ядро напоминает заряженную капельку  жидкости 235U92 236U92 0n1 Поглотив нейтрон, ядро  возбуждается,  деформируется, приобретает  вытянутую форму Ядро разрывается γ ­ излучение 0n + 235 1 92U  236 92U → 137 55Cs + 97 37Rb + 2 1 0n  137Cs 55 n n 97Rb37

4. ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ ДЕЛЕНИЯ­ реакция, в которой частицы, вызывающие её,  образуются как продукты этой реакции. 1939­1940 гг.­ Я.Зельдович, Ю.Харитон (Россия) –  расчет цепной  реакции деления ЯЮ ков Бор сович Зельд вич иЮ оЮ  (1914 — 1987)  ЮЮ оЮ лий Бор сович Харит н иЮ  (1904 ­ 1996)

КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМНОЖЕНИЯ НЕЙТРОНОВ (К) –   отношение числа нейтронов в данном поколении  к числу нейтронов предыдущего поколения К ≥ 1 необходимое условие цепной реакции РЕАКЦИЯ УПРАВЛЯЕМАЯ НЕУПРАВЛЯЕМАЯ К=1 К>1 (ядерный реактор) (атомная бомба)

АКТИВНАЯ ЗОНА­ среда, где протекает цепная реакция деления КРИТИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ АКТИВНОЙ ЗОНЫ – минимальные размеры зоны, удовлетворяющие условию  К=1 КРИТИЧЕСКАЯ МАССА­  масса активной зоны  критических размеров

АТОМНАЯ БОМБА

ТЕРМОЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ - реакция слияния легких ядер при очень высокой температуре, сопровождающаяся выделением энергии Синтез 4 г гелия Энергетически очень выгодна!!! Сгорание 2 вагонов каменного угля =

ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ ВНУТРИ  ЭВЕЗД

ВОДОРОДНЫЕ БОМБЫ  Новая Земля (СССР)  1961г. (57Мт) (10­50­400)   ФРАНЦИЯ  1968 г

УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ  Курчатов И.В. Арцимович Л.А. Сахаров А.Д. Велихов Е.П. Тамм И.Е.

Впервые разработан в Институте  атомной энергии им. Курчатова для  исследования проблемы УТС.  ТОКАМАК    ТОроидальная КАмера с  МАгнитными  Катушками — тороидальная  установка для магнитного  удержания плазмы. Плазма  удерживается не стенками  камеры, которые не способны  выдержать её температуру, а  специально создаваемым  магнитным полем.      По плазме, заключенной внутри  тора, пропускают сильный ток,  магнитное поле которого,  складываясь с полем  тороидального соленоида,  образует конфигурацию  магнитного поля, необходимую  для равновесия и термоизоляции  плазмы.  ТОКАМАК   ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками — тороидальная установка для магнитного удержания плазмы. Плазма удерживается не стенками камеры, которые не способны выдержать её температуру, а специально создаваемым магнитным полем.     По плазме, заключенной внутри тора, пропускают сильный ток, магнитное поле которого, складываясь с полем тороидального соленоида, образует конфигурацию магнитного поля, необходимую для равновесия и термоизоляции плазмы.

•1932­1936 гг. – Э.Ферми (Италия) – ядерные реакции  на нейтронах (получение трансурановых элементов,  Z>92) иЮ еЮ Энр ко Ф рми   (1901­1954)