Презентация "Ядерные реакции" 9 класс

Скачать материал

Подписи к слайдам:

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+

He+

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

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

При бомбардировке нейтронами U
образуется 80 различных ядер.
Наиболее вероятное деление на Kr и Ba в соотношении 2/3

235

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