Презентация на тему: Ядерные реакции

Ядерные реакции
Энергия связи атомного ядра
Вспомните, каков состав ядра атома
Энергия связи атомного ядра – энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны Е = m · c ² Е св = Δ M · c ²
Δ M - дефект масс- разность масс покоя нуклонов, составляющих ядро атома, и массы целого ядра M я < Z· m p + N· m n Δ M = Z· m p + N· m n - M я На 1 а.е.м.
Сравнение ядерной энергии и тепловой
Удельная энергия связи- энергия связи, приходящаяся на один нуклон ядра
Ядерные реакции
Ядерные реакции – искусственные преобразования атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом
Первые ядерные реакции
Классификация ядерных реакций:
Энергетический выход ядерных реакций Е = Δ m·c² - разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции
Ядерные реакции на нейтронах
Деление ядер урана
Цепная ядерная реакция
Ядерные реакции
Коэффициент размножения определяют следующие факторы:
Ядерные реакции
Термоядерный синтез
Термоядерная реакция - реакция слияния легких ядер при очень высокой температуре, сопровождающаяся выделением энергии
Ядерный реактор
Ядерный реактор – установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер
Условия работы:
Применение ядерной энергии
Атомная энергетика
Схема устройства АЭС
Ядерное оружие
Радиус поражения при ядерном взрыве
Ядерные реакции
Ядерные реакции
Ядерные реакции
1/31
Средняя оценка: 4.4/5 (всего оценок: 25)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1144 Кб)
1

Первый слайд презентации

Ядерные реакции

Изображение слайда
2

Слайд 2: Энергия связи атомного ядра

2 Энергия связи атомного ядра Часть 1

Изображение слайда
3

Слайд 3: Вспомните, каков состав ядра атома

3 Вспомните, каков состав ядра атома

Изображение слайда
4

Слайд 4: Энергия связи атомного ядра – энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны Е = m · c ² Е св = Δ M · c ²

4 Энергия связи атомного ядра – энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны Е = m · c ² Е св = Δ M · c ²

Изображение слайда
5

Слайд 5: Δ M - дефект масс- разность масс покоя нуклонов, составляющих ядро атома, и массы целого ядра M я < Z· m p + N· m n Δ M = Z· m p + N· m n - M я На 1 а.е.м. приходится энергия связи = 931 МэВ

5 Δ M - дефект масс- разность масс покоя нуклонов, составляющих ядро атома, и массы целого ядра M я < Z· m p + N· m n Δ M = Z· m p + N· m n - M я На 1 а.е.м. приходится энергия связи = 931 МэВ

Изображение слайда
6

Слайд 6: Сравнение ядерной энергии и тепловой

6 Сравнение ядерной энергии и тепловой = Синтез 4 г гелия Сгорание 2 вагонов каменного угля

Изображение слайда
7

Слайд 7: Удельная энергия связи- энергия связи, приходящаяся на один нуклон ядра

7 Удельная энергия связи- энергия связи, приходящаяся на один нуклон ядра Е уд = Е св А У ядер средней части периодической системы Менделеева с массовым числом 40 ≤ А ≤ 100 Е уд максимальна 2. У ядер с А > 100 Е уд плавно убывает 3. У ядер с А < 40 Е уд 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.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Ядерные реакции

8 Ядерные реакции Часть 2

Изображение слайда
9

Слайд 9: Ядерные реакции – искусственные преобразования атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом

9 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)

Изображение слайда
10

Слайд 10: Первые ядерные реакции

10 Первые ядерные реакции Э.Резерфорд, 1932 г. L i + H → H e+ H e 7 3 1 1 4 4 2 2 Ядерная реакция на быстрых протонах

Изображение слайда
11

Слайд 11: Классификация ядерных реакций:

11 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 < 50), средних(50 < А < 100) и тяжелых ядрах (А > 100); 3. По природе бомбардирующих частиц: реакции на нейтронах, квантах, заряженных частицах; 4. По характеру ядерных преобразований: захват частиц с преобразованием в более массивное ядро, расщепление ядра на части при бомбардировании, переход ядра из возбужденного состояния в нормальное.

Изображение слайда
12

Слайд 12: Энергетический выход ядерных реакций Е = Δ m·c² - разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции

12 Энергетический выход ядерных реакций Е = Δ m·c² - разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции Пример: Δ m = ( m H + m H ) – (m He + m n ) 1 1 1 2 3 4 2 0 Если Е > 0, то энергия выделяется (экзотермическая); Если Е < 0, то энергия поглощается (эндотермическая).

Изображение слайда
13

Слайд 13: Ядерные реакции на нейтронах

13 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

Изображение слайда
14

Слайд 14: Деление ядер урана

14 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

Изображение слайда
15

Слайд 15: Цепная ядерная реакция

15 Цепная ядерная реакция Часть 3

Изображение слайда
16

Слайд 16

16 Для осуществления цепной реакции необходимо, чтобы среднее количество освобожденных нейтронов с течением времени не уменьшалось. 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

Изображение слайда
17

Слайд 17: Коэффициент размножения определяют следующие факторы:

17 Коэффициент размножения определяют 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. 236 235 235

Изображение слайда
18

Слайд 18

18 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

Изображение слайда
19

Слайд 19: Термоядерный синтез

19 Термоядерный синтез Часть 4

Изображение слайда
20

Слайд 20: Термоядерная реакция - реакция слияния легких ядер при очень высокой температуре, сопровождающаяся выделением энергии

20 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.

Изображение слайда
21

Слайд 21: Ядерный реактор

21 Ядерный реактор Часть 5

Изображение слайда
22

Слайд 22: Ядерный реактор – установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер

22 Ядерный реактор – установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер Первый ядерный реактор: США, 1942 г., Э.Ферми, деление ядер урана. В России: 25 декабря 1946 г., И.В.Курчатов

Изображение слайда
23

Слайд 23: Условия работы:

23 Условия работы: 1) Горючее – природный уран, обогащенный до 5% ураном-235, торий или плутоний 2) Замедлитель – тяжелая ( D 2 O ) или обычная вода 3) Для уменьшения вытекания нейтронов активная зона окружена слоем отражателя (графит) 4) Ядерное горючее вводят в активную зону в виде стержней. Температура 800К– 900 К 5) Управление с помощью регулирующих стержней из соединений бора и кадмия, активно поглощающих нейтроны 6) Система охлаждения для отвода тепла из активной зоны реактора (вода, жидкие металлы, некоторые органические жидкости) 7) Системы дозиметрического контроля и биологической защиты окружающей среды от протонов, нейтронов, γ -излучения 8) После 30-40 лет службы реактор не подлежит восстановлению

Изображение слайда
24

Слайд 24: Применение ядерной энергии

24 Применение ядерной энергии Часть 6

Изображение слайда
25

Слайд 25: Атомная энергетика

25 Атомная энергетика Первая АЭС, 1954 г., г. Обнинск, мощность 5000 кВт

Изображение слайда
26

Слайд 26: Схема устройства АЭС

26 Схема устройства АЭС 1) Не потребляют дефицитного органического топлива, 2) Не загружают перевозками угля ЖД- транспорт, 3) Не потребляют атмосферный воздух, 4) Не засоряют среду золой и продуктами сгорания. + 1) Нельзя размещать в густонаселенных районах – потенциальная угроза радиоактивного заражения!!!!! 2) Сложности с захоронением радиоактивных отходов и демонтажем отслуживших свой срок атомных электростанций -

Изображение слайда
27

Слайд 27: Ядерное оружие

27 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.

Изображение слайда
28

Слайд 28: Радиус поражения при ядерном взрыве

28 Радиус поражения при ядерном взрыве

Изображение слайда
29

Слайд 29

29 Первая атомная бомба СССР — «РДС–1» Ядерный заряд впервые испытан 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне. Мощность заряда до 20 килотонн тротилового эквивалента. Музей РФЯЦ–ВНИИТФ г.Снежинск

Изображение слайда
30

Слайд 30

30 Отделяемая моноблочная головная часть баллистической ракеты Пуск осуществляется с подводной лодки на дальность до 1500 км. В этом ракетном комплексе впервые реализован подводный пуск ракеты с глубины 40-50 м. Изделие имеет в своём составе термоядерный 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.

Изображение слайда
31

Последний слайд презентации: Ядерные реакции

31 Головная часть межконтинентальной баллистической ракеты Длина 1893 мм, диаметр миделя 1300 мм, масса 736 кг. Заряд термоядерный мегатонного класса. Корпус имеет многослойную конструкцию, предусматривающую силовую оболочку и теплозащиту. Наконечник корпуса выполнен из радиопрозрачного материала. Разработка и испытания проводились в 1960-х гг. Музей РФЯЦ–ВНИИТФ г. Снежинск.

Изображение слайда