Презентация на тему: Ядерные реакции

Ядерные реакции Учитель физики МОУ СОШ п. МирныйАжгалиева Асия Амангельдеевна

Энергия связи атомного ядра Часть 1

Вспомните, каковсостав ядра атома

Энергия связи атомного ядра – энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны Е = m·c² Есв = ΔM·c²

ΔM - дефект масс-разность масс покоя нуклонов, составляющих ядро атома, и массы целого ядраMя < Z·mp + N·mn ΔM= Z·mp + N·mn - Mя На 1 а.е.м. приходится энергия связи = 931 МэВ

Сравнение ядерной энергии и тепловой Синтез 4 г гелия Сгорание2 вагонов каменного угля

Удельная энергия связи- энергия связи, приходящаяся на один нуклон ядра Наиболее оптимальные способы высвобождения внутренней энергии ядер: - деление тяжелых ядер; - синтез легких ядер.

Ядерные реакцииЧасть 2

Ядерные реакции – искусственные преобразования атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом Условия:1) Частицы вплотную приближаются к ядру и попадают в сферу действия ядерных сил;2) Частицы должны обладать большой кинетической энергией (…с помощью ускорителей элементарных частиц и ионов)

Первые ядерные реакцииЭ.Резерфорд, 1932 г. Ядерная реакция на быстрых протонах

Классификация ядерных реакций: По энергии частиц, которые их вызывают: малые энергии≈ 100 эВ; средние ≈ 1 МэВ; высокие≈50 МэВ.2. По виду ядер, которые участвуют в реакции: реакции на легких ядрах (А

Энергетический выход ядерных реакций Е= Δm·c² - разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции Если Е < 0, то энергия выделяется (экзотермическая); Если Е > 0, то энергия поглощается (эндотермическая). акции и после реакции

Ядерные реакции на нейтронах 1934 г., Э.Ферми – облучали нейтронами почти все элементы периодической системы.Нейтроны, не имея заряда, беспрепятственно проникают в атомные ядра и вызывают их изменения. Реакции на быстрых нейтронах.Реакции на медленных нейтронах (более эффективны, чем быстрые; n замедляют в обычной воде)

Деление ядер урана Открытие в 1938 г. О.Ган, Ф.ШтрассманОбъяснение в 1939 г. О.Фриш, Л.Мейтнер При бомбардировке нейтронами U образуется 80 различных ядер.Наиболее вероятное деление на Kr и Ba в соотношении 2/3

Цепная ядерная реакцияЧасть 3

Для осуществления цепной реакции необходимо,чтобы среднее количество освобожденных нейтроновс течением времени не уменьшалось. Отношение количества нейтронов в каком-либо «поколении» к количеству нейтроновв предыдущем «поколении» называюткоэффициентом размножения нейтронов k Если k < 1, реакция быстро затухает,Если k = 1, то реакция протекает с постоянной интенсивностью (управляемая),Если k >1, то реакция развивается лавинно (неуправляемая) и приводит к ядерному взрыву

Коэффициент размноженияопределяют следующие факторы: 1) Захват медленных нейтронов ядрами U или захват быстрых нейтронов ядрами U и U с последующим делением.2) Захват нейтронов ядрами урана без деления.3) Захват нейтронов продуктами деления, замедлителем и конструктивными элементами установки.4) Вылет нейтронов наружу из вещества, которое делится.

Чтобы уменьшить вылет нейтронов из куска урана увеличивают массу урана (масса растет быстрее, чем площадь поверхности, если форма – шар). Минимальное значение массы урана, при которой возможна цепная реакция, называется критической массой.В зависимости от устройства установки и типа горючего критическая масса изменяется от 250 г до сотен килограммов

Термоядерный синтезЧасть 4

Термоядерная реакция - реакция слияния легких ядер при очень высокой температуре, сопровождающаяся выделением энергии Энергетически очень выгодна!!! Самоподдерживающиеся – в недрах Земли, Солнца и других звезд.2. Неуправляемая – водородная бомба!!!3. Ведутся работы по осуществлению управляемой термоядерной реакции.

Ядерный реакторЧасть 5

Ядерный реактор – установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер

Условия работы:

Применение ядерной энергииЧасть 6

Атомная энергетика

Схема устройства АЭС 1) Нельзя размещать в густонаселенных районах – потенциальная угроза радиоактивного заражения!!!!! 2) Сложности с захоронением радиоактивных отходов и демонтажем отслуживших свой срок атомных электростанций

Ядерное оружие … в отличие от обычного оружия, оказывает разрушающее действие за счет ядерной, а не механической или химической энергии. По разрушительной мощи только взрывной волны одна единица ядерного оружия может превосходить тысячи обычных бомб и артиллерийских снарядов. Кроме того, ядерный взрыв оказывает на все живое губительное тепловое и радиационное действие, причем, как правило, на больших площадях.

Радиус поражения при ядерном взрыве

Первая атомная бомбаСССР — «РДС–1»Ядерный заряд впервые испытан 29 августа 1949 года на Семипалатинскомполигоне. Мощностьзаряда до 20 килотоннтротилового эквивалента.Музей РФЯЦ–ВНИИТФ г.Снежинск

Отделяемая моноблочная головная часть баллистической ракетыПуск осуществляется с подводной лодки на дальность до 1500 км.В этом ракетном комплексе впервые реализован подводный пускракеты с глубины 40-50 м. Изделие имеет в своём составетермоядерный заряд мегатонного класса. Габаритные размеры: длина 2300 мм, диаметр 1304 мм. Масса 1144 кг. Изделие разрабатывалось и испытывалось в начале 1960-х гг., принято на вооружение в 1963 г. Музей РФЯЦ–ВНИИТФ г. Снежинск.

Головная часть межконтинентальной баллистической ракетыДлина 1893 мм, диаметр миделя 1300 мм, масса 736 кг. Заряд термоядерный мегатонного класса. Корпус имеетмногослойную конструкцию, предусматривающуюсиловую оболочку и теплозащиту. Наконечник корпусавыполнен из радиопрозрачного материала. Разработка ииспытания проводились в 1960-х гг. Музей РФЯЦ–ВНИИТФ г. Снежинск.