Презентация на тему: Ядерный реактор (9 класс)

Урок физики в 9 классе по темеЯДЕРНЫЙ РЕАКТОРУчитель: Серова Виктория Валерьевна, ГОУ СОШ №2009

ПОВТОРЕНИЕ1. Механизм деления ядер урана.2. Расскажите о механизме протекания цепной ядерной реакции.3. Приведите пример ядерной реакции деления ядра урана.4. Что называется критической массой?5. Как идет цепная реакция в уране, если его масса меньше критической, больше критической?

6. Чему равна критическая масса урана 295, можно ли уменьшить критическую массу?7. Какими способами можно изменить ход цепной ядерной реакции?8. С какой целью замедляют быстрые нейтроны?9. Какие вещества используют в качестве замедлителей?10. За счет каких факторов можно увеличить число свободных нейтронов в куске урана, обеспечив тем самым возможность протекания в нем реакции?

Первые ядерные реакторы Впервые цепная ядерная реакция урана была осуществлена в США коллективом ученых под руководством Энрико Ферми в декабре 1942г.

Первые ядерные реакторы В нашей стране первый ядерный реактор был запущен 25 декабря 1946 г. коллективом физиков, который возглавлял ученый Игорь Васильевич Курчатов

Ядерным реактором называется устройство, в котором осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления некоторых тяжелых ядер.

Основные элементы ядерного реактора: ядерное горючее(уран 235, уран 238, плутоний 239);замедлитель нейтронов (тяжелая вода, графит и др.);теплоноситель для вывода энергии, образующейся при работе реактора (вода, жидкий натрий и др.);Регулирующие стержни (бор, кадмий) - сильно поглощающие нейтроны Защитная оболочка, задерживающая излучения (бетон с железным наполнителем).

Управление реактором осуществляется при помощи стержней, содержащих кадмий или бор. При выдвинутых из активной зоны реактора стержнях k>1. При полностью вдвинутых стержнях k<1. Вдвигая стержни внутрь активной зоны, можно в любой момент времени приостановить развитие цепной реакции.

Реактор на медленных нейтронах Наиболее эффективное деление ядер урана-235 происходит под действием медленных нейтронов. Такие реакторы называются реакторами на медленных нейтронах. Вторичные нейтроны, образующиеся в результате реакции деления, являются быстрыми. Для того чтобы их последующее взаимодействие с ядрами урана-235 в цепной реакции было наиболее эффективно, их замедляют, вводя в активную зону замедлитель — вещество, уменьшающее кинетическую энергию нейтронов.

Реакторы на быстрых нейтронах Такие реакторы не могут работать на естественном уране. Реакцию можно поддерживать лишь в обогащенной смеси, содержащей не менее 15% изотопа урана. Преимущество: при их работе образуется значительное количество плутония, который затем можно использовать в качестве ядерного топлива.

Виды реакторов гомогенные: активная зона представляет жидкую, твердую или газообразную однородную смесь ядерного топлива, теплоносителя и замедлителя. Гетерогенные: топливо в виде блоков размещено в замедлителе, т.е. топливо и замедлитель пространственно разделены

Преобразование энергии внутренняя энергия ядер урана кинетическая энергия нейтронов и осколков ядер внутренняя энергия воды внутренняя энергия пара кинетическая энергия пара кинетическая энергия ротора турбины и ротора генератора электрическая энергия

Использование ядерных реакторов В зависимости от назначения ядерные реакторы бывают энергетические, конверторы и размножители, исследовательские и многоцелевые, транспортные и промышленные.

Экологические катастрофы на АЭС 1957 г- авария в Великобритании1966 г – частичное расплавление активной зоны после выхода из строя охлаждения реактора неподалеку от Детройта.1971 г – много загрязненной воды ушло в реку США1979 – крупнейшая авария в США1982 г - выброс радиоактивного пара в атмосферу1983 – страшная авария в Канаде (20 минут вытекала радиоактивная вода – по тонне в минуту)1986 – авария в Великобритании1986 г – авария в Германии1986 г – Чернобыльская АЭС1988 г – пожар на АЭС в Японии

Вопросы на закрепление 1. Что называют ядерным реактором?2. Что является ядерным горючим в реакторе?3. Какое вещество служит замедлителем нейтронов в ядерном реакторе?4. Каково назначение замедлителя нейтронов? 5. Для чего нужны регулирующие стержни? Как ими пользуются?6. Что используется в качестве теплоносителя в ядерных реакторах?7. Для чего нужно, чтобы масса каждого уранового стержня была меньше критической массы?

ТЕСТ1. Какие частицы участвуют в делении ядер урана?А. протоны;Б. нейтроны;В. электроны;Г. ядра гелия.

2. Какая масса урана является критической?А. наибольшая, при которой возможно протекание цепной реакции;Б. любая масса;В. наименьшая, при которой возможно протекание цепной реакции;Г. масса, при которой реакция прекратится.

3. Чему приблизительно равна критическая масса урана 235?А. 9 кг;Б. 20 кг;В. 50 кг;Г. 90 кг.

4. Какие вещества из перечисленных ниже могут быть использованы в ядерных реакторах в качестве замедлителей нейтронов?А. графит;Б. кадмий;В. тяжёлая вода;Г. бор.

5. Для протекания цепной ядерной реакции на АЭС нужно, чтобы коэффициент размножения нейтронов был:А. равен 1;Б. больше 1;В. меньше 1.

6. Регулирование скорости деления ядер тяжелых атомов в ядерных реакторах осуществляется:А. за счет поглощения нейтронов при опускании стержней с поглотителем;Б. за счет увеличения теплоотвода при увеличении скорости теплоносителя;В. за счет увеличения отпуска электроэнергии потребителям;Г. за счет уменьшения массы ядерного топлива в активной зон при вынимании стержней с топливом.

7. Какие преобразования энергии происходят в ядерном реакторе?А. внутренняя энергия атомных ядер превращается в световую энергию;Б. внутренняя энергия атомных ядер превращается в механическую энергию;В. внутренняя энергия атомных ядер превращается в электрическую энергию;Г. среди ответов нет правильного.

8. В 1946 году в Советском Союзе был построен первый ядерный реактор. Кто был руководителем этого проекта?А. С. Королев;Б. И. Курчатов;В. Д. Сахаров;Г. А. Прохоров.

9. Какой путь вы считаете самым приемлемым для повышения надежности АЭС и предотвращения заражения внешней среды?А. разработка реакторов, способных автоматически охладить активную зону реактора независимо от воли оператора;Б. повышение грамотности эксплуатации АЭС, уровня профессиональной подготовленности операторов АЭС;В. разработка высокоэффективных технологий демонтажа АЭС и переработки радиоактивных отходов;Г. расположение реакторов глубоко под землей;Д. отказ от строительства и эксплуатации АЭС.

10. Какие источники загрязнения окружающей среды связаны с работой АЭС?А. урановая промышленность;Б. ядерные реакторы разных типов;В. радиохимическая промышленность;Г. места переработки и захоронения радиоактивных отходов;Д. использование радионуклидов в народном хозяйстве;Е. ядерные взрывы.

Ответы: 1 Б; 2 В; 3 В; 4 А, В; 5 А; 6 А; 7 В;. 8 Б; 9 Б. В; 10 А, Б, В, Г, Е.

СПАСИБО ЗА РАБОТУ НА УРОКЕ