Презентация "Ядерные реакции" 9 класс


Подписи к слайдам:
PowerPoint Presentation

  • 2.Энергия связи атомного ядра.
  • Урок №52
  • 1.Ядерные реакции.
  • Презентация выполнена учителем МБОУ СОШ №9 г.Ковров Кожевиной Л.Н.

  • 1.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)

Механизм деления ядра

  • Ядро имеет форму шара. Поглотив альфа-частицу , ядро возбуждается и начинает деформироваться, приобретая вытянутую форму.
  • Ядро растягивается до тех пор, пока силы отталкивания между половинками вытянутого ядра не начинают преобладать над силами притяжения, действующими в перешейке.
  • Ядро разрывается на 2 части.

  • Э.Резерфорд
  • 147N + 42He → 178O + 11H
  • Первые ядерные реакции (Э.Резерфорд, 1919 г.)

Первые ядерные реакции

  • Э.Резерфорд, 1932 г.
  • Li+
  • H
  • He+
  • He
  • 7
  • 3
  • 1
  • 1
  • 4
  • 4
  • 2
  • 2
  • Ядерная реакция
  • на быстрых протонах

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)
  • Al + n → Na + He
  • 27
  • 13
  • 1
  • 0
  • 24
  • 11
  • 4
  • 2
  • 1
  • 0

Виды ядерных реакций

  • Реакции деления- реакции, в которых из «тяжелых» ядер с большим массовым числом образуются ядра, «средние» по массовому числу, лёгкие ядра (в основном, альфа-частицы),нейтрон гамма-кванты.
  • Реакции синтеза- реакции, в которых из менее массивных ядер образуются более массивные и образуются также различные элементарные частицы и (или) кванты электромагнитного излучения.

Деление тяжёлых ядер — экзоэнергетический процесс,

  • Деление тяжёлых ядер — экзоэнергетический процесс,
  • в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения.
  • Деление ядер служит источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии.

Деление ядер урана

  • Открытие в 1938 г. О.Ган, Ф.Штрассман
  • Объяснение в 1939 г. О.Фриш, Л.Мейтнер
  • Деление происходит
  • под действием кулоновских сил
  • Rb
  • 94
  • При бомбардировке нейтронами U
  • образуется 80 различных ядер.
  • Наиболее вероятное деление на Kr и Ba в соотношении 2/3
  • 235
  • 91
  • 142
  • α -излучение
  • γ-излучение

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

  • Отношение количества нейтронов
  • в каком-либо «поколении» к количеству нейтронов
  • в предыдущем «поколении» называют
  • коэффициентом 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
  • Цепная ядерная реакция
  • Для осуществления цепной реакции необходимо,
  • чтобы среднее количество освобожденных нейтронов
  • с течением времени не уменьшалось.

Главное отличие ядерных реакций от химических:

  • Энергия, выделяющаяся в ядерной реакции( для той же массы вещества),может в миллионы раз превосходить энергию, выделяющуюся в химических реакциях.

Сравнение ядерной энергии и тепловой

  • =
  • Деление 1кг урана
  • (3 спичечных коробка)
  • Сгорание каменного угля целого
  • железнодорожного состава
  • (50 вагонов)

2.Энергия связи атомного ядра

Вспомните, каков состав ядра атома

  • Есв = ΔM·c²
  • ΔM - дефект масс;
  • С-скорость света в вакууме
  • Энергия связи атомного ядра –
  • энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны

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

  • Еуд =
  • Есв
  • А
  • У ядер средней части периодической системы Менделеева с массовым числом 40 ≤ А ≤ 100 Еуд максимальна
  • 2. У ядер с А>100 Е уд плавно убывает
  • 3. У ядер с А< 40 Еуд скачкообразно убывает
  • 4. Максимальной Еуд обладают ядра, у которых
  • число протонов и нейтронов четное, минимальной – ядра,
  • у которых число протонов и нейтронов нечетное
  • Наиболее оптимальные способы
  • высвобождения внутренней энергии
  • ядер:
  • - деление тяжелых ядер;
  • - синтез легких ядер.
  • Удельная энергия связи- энергия связи, приходящаяся на один нуклон ядра

Правила написания ядерных реакций:

  • В ядерных реакциях сохраняются общее число нуклонов(массовое число) и электрический заряд(зарядовое число),
  • сумма нижних индексов в левой и правой частях уравнения ядерной реакции одинакова(следствие закона сохранения зарядового числа)
  • т.е.
  • сумма верхних индексов в левой и правой частях уравнения ядерной реакции одинакова(следствие сохранения массового числа);
  • Закрепление:

В записи ядерных реакций будем использовать следующие обозначения:

  • Электрон
  • Протон
  • Нейтрон

  • Самостоятельная работа
  • Вариант 1
  • I. Напишите уравнения следующих ядерных реакций:
  • алюминий (2713Al) захватывает нейтрон и испускает α-частицу;
  • азот (147N) бомбардируется
  • α-частицами и испускает протон.
  • II. Закончите уравнение ядерных реакций:
  • 3517Cl + 10n → 11p +
  • 136C + 11p →
  • 73Li + 11p → 2
  • 105B + 42He → 10n +
  • 2412Mg + 42He → 2714Si +
  • 5626Fe + 10n → 5625Mn +
  • Самостоятельная работа
  • Вариант 2
  • I. Напишите уравнения следующих ядерных реакций:
  • фосфор(3115Р) захватывает нейтрон и испускает протон;
  • алюминий (2713Al) бомбардируется протонами и испускает α-частицу.
  • II. Закончите уравнение ядерных реакций:
  • 188О + 11p → 10n +
  • 115B + 42He → 10n +
  • 147N + 42He → 178О +
  • 126C + 10n → 94Be +
  • 2713Al + 42He → 3015Р +
  • 2411Na → 2412Mg + 0-1е

  • Домашнее задание:
  • У: §20;
  • З:№19.14,19.18, 19.20, 19.26.