Презентация, доклад на тему Информационно образовательный ресурс Физика атомного ядра

Содержание

ОПЫТЫ РЕЗЕРФОРДА. ОТКРЫТИЕ РАДИОАКТИВНОСТИВИДЫ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДАЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДАИСКУССТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬБИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ Р/А ИЗЛУЧЕНИЙПРОТОННО-НЕЙТРОННАЯ МОДЕЛЬ ЯДРАЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИЯДЕРНЫЙ РЕАКТОРТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИСОДЕРЖАНИЕ

Слайд 1ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА
(с) Авторы составители: Шаферова Н.Н., Зябликов А.Н.
г. Ангарск, 2014г.
*

ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА(с) Авторы составители: Шаферова Н.Н., Зябликов А.Н.г. Ангарск, 2014г.*

Слайд 2ОПЫТЫ РЕЗЕРФОРДА. ОТКРЫТИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ
ВИДЫ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА
ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА
ИСКУССТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ Р/А

ИЗЛУЧЕНИЙ

ПРОТОННО-НЕЙТРОННАЯ МОДЕЛЬ ЯДРА

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР

ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

СОДЕРЖАНИЕ

ОПЫТЫ РЕЗЕРФОРДА. ОТКРЫТИЕ РАДИОАКТИВНОСТИВИДЫ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДАЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДАИСКУССТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬБИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ Р/А ИЗЛУЧЕНИЙПРОТОННО-НЕЙТРОННАЯ МОДЕЛЬ ЯДРАЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИЯДЕРНЫЙ РЕАКТОРТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИСОДЕРЖАНИЕ

Слайд 3ОПЫТ РЕЗЕРФОРДА
Опыты Резерфорда установили существование ядерного ядра, подтвердив планетарную модель атома.

Согласно этой модели в центре атома находится ядро, а весь остальной объём «представлен» электронами .

Английские физики Эрнест Резерфорд, Эрнест Марсден и немецкий физик Ханс Гейгер в 1911г.
провели первый эксперимент по рассеянию α-частиц тонкой металлической фольгой.



ОПЫТ РЕЗЕРФОРДАОпыты Резерфорда установили существование ядерного ядра, подтвердив планетарную модель атома. Согласно этой модели в центре атома

Слайд 4ОТКРЫТИЕ ПРОТОНА
Опыты резерфорда, проведённые в 1919г., показали, что в состав

ядер атомов входят протоны р, имеющие заряд е=1,6· 10-19 Кл и массу т=1,6726231· 10-27кг. Они вылетали, например, при бомбардировке α-частицами гелия ядра азота





ОТКРЫТИЕ ПРОТОНА Опыты резерфорда, проведённые в 1919г., показали, что в состав ядер атомов входят протоны р, имеющие

Слайд 5ОТКРЫТИЕ НЕЙТРОНА
В 1932г. английский физик Джеймс Чедвик показал , что помимо

протонов в состав ядра входят электрически нейтральные нейтроны. Масса нейтрона превосходит массу протона всего на 14%. В опыте Чедвика нейтроны вылетали при облучении ядер атомов бериллия α-частицами.



ОТКРЫТИЕ НЕЙТРОНАВ 1932г. английский физик Джеймс Чедвик показал , что помимо протонов в состав ядра входят электрически

Слайд 6ЯДРО АТОМА


ЯДРО АТОМА

Слайд 7  Ядро с одинаковым числом протонов, но с различным числом нейтронов
Из-за

разного числа нейтронов ядра различных изотопов одного химического элемента обладают разными массами и могут отличаться по физическим свойствам, например по способности к радиоактивному распаду. Из-за одинакового заряда ядра атомы различных изотопов одного химического элемента имеют одинаковое строение электронных оболочек и поэтому обладают одинаковыми химическими свойствами.



  Ядро с одинаковым числом протонов, но с различным числом нейтронов Из-за разного числа нейтронов ядра различных

Слайд 8СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ
При бомбардировке ядер атома водорода (протонов) α-частицы испытывали кулоновское

отталкивание на расстоянии, большим 3фм. Однако на меньших расстояниях пролёта наблюдалось притяжение α-частиц к протону, обусловленное сильным взаимодействием нуклонов.

Протоны и нейтроны удерживаются в ядре в результате сильного взаимодействия между ними.



СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦПри бомбардировке ядер атома водорода (протонов) α-частицы испытывали кулоновское отталкивание на расстоянии, большим 3фм. Однако

Слайд 9СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ







Притяжение между протоном и нейтроном объясняется их постоянным обменом

друг с другом виртуальной (экспериментально наблюдаемой) частицей π + - мезоном



СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦПритяжение между протоном и нейтроном объясняется их постоянным обменом друг с другом виртуальной (экспериментально наблюдаемой)

Слайд 10Энергия связи

Энергия связи нуклонов в ядре равна минимальной работе, которую нужно

совершить, чтобы разделить ядро на составные части – протоны и нейтроны



Энергия связиЭнергия связи нуклонов в ядре равна минимальной работе, которую нужно совершить, чтобы разделить ядро на составные

Слайд 11Заряженные частицы регистрируются различными приборами:


Заряженные частицы регистрируются различными приборами:

Слайд 12РАДИОАКТИВНОСТЬ
Радиоактивность (от лат. radio – излучать) – явление самопроизвольного

превращения одних ядер в другие с испусканием различных частиц. Из 2500 ядер изотопов, известных в настоящее время, примерно 90% нестабильны и распадаются на другие ядра и частицы.

Естественная радиоактивность – радиоактивность, наблюдаемая у неустойчивых, нестабильных изотопов с зарядовым числом Z>83 или масссовым числом А>209, существующих в природе.

Радиоактивный распад – радиоактивное (самопроизвольное) превращение исходного (материнского) ядра в (дочерние) ядра. Причиной радиоактивного распада является нарушение баланса между числом Z протонов и числом N нейтронов.



РАДИОАКТИВНОСТЬ  Радиоактивность (от лат. radio – излучать) – явление самопроизвольного превращения одних ядер в другие с

Слайд 13ВИДЫ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА
Если ядро содержит избыточное число протонов возникает



Если ядро содержит

избыточное число нейтронов, возникает


альфа-распад – спонтанное превращение радиоактивного ядра в новое ядро с испусканием α–частицы (ядро атома гелия)

бета-распад – спонтанное превращение радиоактивного ядра в новое ядро с испусканием электрона е- и электронного антинейтрино vе

Гамма-излучение – электромагнитное излучение, возникающее при переходе ядра из возбуждённого в более низкие энергетические состояния



ВИДЫ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДАЕсли ядро содержит избыточное число протонов возникаетЕсли ядро содержит избыточное число нейтронов, возникает альфа-распад –

Слайд 14Принятые обозначения

М – число нуклонов (массовое число)
Z – заряд ядра (атомный

номер)





Принятые обозначенияМ – число нуклонов (массовое число)Z – заряд ядра (атомный номер)

Слайд 15α - распад


α - распад

Слайд 16β - распад


β - распад

Слайд 17γ - излучение
При испускании ядрами атомов нейтральных γ-квантов ядерных превращений не

происходит.
Испущенный γ-квант уносит избыточную энергию возбужденного ядра; числа протонов и нейтронов в нем остаются неизменными.



γ - излучениеПри испускании ядрами атомов нейтральных γ-квантов ядерных превращений не происходит. Испущенный γ-квант уносит избыточную энергию

Слайд 18Т = 5 сут.








N – число нераспавшихся ядер
N0 – первоначальное число
t

– время распада
Т – период полураспада

Период полураспада – промежуток времени, за который распадается половина первоначального числа атомов.
Число нераспавшихся атомов в любой момент времени убывает



Т = 5 сут.N – число нераспавшихся ядерN0 – первоначальное числоt – время распадаТ – период полураспадаПериод

Слайд 19ПЕРИОД ПОЛУРАСПАДА НЕКОТОРЫХ ИЗОТОПОВ
Чем меньше период полураспада,
тем меньше времени живут

атомы,
тем быстрее происходит распад



ПЕРИОД ПОЛУРАСПАДА НЕКОТОРЫХ ИЗОТОПОВЧем меньше период полураспада, тем меньше времени живут атомы, тем быстрее происходит распад

Слайд 20АКТИВНОСТЬ РАДИОАКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА

Скорость радиоактивного распада характеризует число ядер
Nрасп= No –

N,
распавшихся в единицу времени, или активностью радиоактивного вещества А



АКТИВНОСТЬ РАДИОАКТИВНОГО ВЕЩЕСТВАСкорость радиоактивного распада характеризует число ядер Nрасп= No – N, распавшихся в единицу времени, или

Слайд 21Серия естественного радиоактивного распада изотопа
Естественный радиоактивный распад конкретного изотопа может являться

отдельным звеном длинной последовательности (серии) ядерных превращений. Промежуточные в серии дочерние ядра, будучи нестабильными, продолжают распадаться до тех пор, пока не образуют стабильное ядро.



Серия естественного радиоактивного распада изотопаЕстественный радиоактивный распад конкретного изотопа может являться отдельным звеном длинной последовательности (серии) ядерных

Слайд 22Искусственная радиоактивность – - явление, при котором нерадиоактивное вещество при облучении

альфа- частицами становится радиоактивным



Изотоп фосфора

Изотопы – разновидности данного химического элемента, различающиеся по массе их ядер

ИСКУССТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ



Искусственная радиоактивность – - явление, при котором нерадиоактивное вещество при облучении альфа- частицами становится радиоактивнымИзотоп фосфора Изотопы

Слайд 23У всех элементов есть изотопы:


У всех элементов есть изотопы:

Слайд 24Применение р/а изотопов


Применение р/а изотопов

Слайд 25
нейтрон
нестабильная частица (Т= 15 мин.);
Распадается на:
протон
электрон
нейтрино (частица без массы)
«Тяжелая» вода



нейтрон нестабильная частица (Т= 15 мин.);Распадается на:протонэлектроннейтрино (частица без массы)«Тяжелая» вода

Слайд 26Протонно - нейтронная модель ядра

М – число нуклонов (массовое число)
Z –

число протонов в ядре (заряд ядра)
N – число нейтронов



M = Z + N




Протонно - нейтронная модель ядраМ – число нуклонов (массовое число)Z – число протонов в ядре (заряд ядра)N

Слайд 27Способы освобождения энергии ядра:
синтез легких ядер
деление тяжелых ядер
Ядерные реакции
Ек

после реакции > Ек до реакции

Ек после реакции < Ек до реакции


Нейтрон – это частица, не имеющая заряда, поэтому она может проникать в атомные ядра, вызывая их изменения:



Способы освобождения энергии ядра: синтез легких ядерделение тяжелых ядерЯдерные реакции Ек после реакции > Ек до реакцииЕк

Слайд 28Цепная ядерная реакция
Цепная реакция – реакция, при которой частицы, вызывающие её,

образуются как продукты этой реакции

Искусственная радиоактивность – радиоактивность изотопов, полученных искусственно при ядерных реакциях.
Ядра тяжелых элементов могут делиться на ядра меньшей массы при внешнем воздействии

Цепные реакции возможны, если масса ядерного топлива превышает минимальную критическую массу



Цепная ядерная реакцияЦепная реакция – реакция, при которой частицы, вызывающие её, образуются как продукты этой реакцииИскусственная радиоактивность

Слайд 29Цепная реакция деления ядер урана
Коэффициент размножения нейтронов – зависимость временного протекания

цепной реакции.

k ≥ 1 – число выделившихся нейтронов увеличивается с течением времени;
k < 1 – число выделившихся нейтронов уменьшается с течением времени и реакция невозможна;
k = 1 – стационарное течение ядерной реакции;
k = 1,01 – наступает мгновенно взрыв



Цепная реакция деления ядер уранаКоэффициент размножения нейтронов – зависимость временного протекания цепной реакции.k ≥ 1 – число

Слайд 30ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР

Ядерный реактор – устройство, в котором выделяется тепловая энергия в

результате управляемой цепной реакции деления ядер



ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОРЯдерный реактор – устройство, в котором выделяется тепловая энергия в результате управляемой цепной реакции деления ядер

Слайд 32Производство плутония в реакторе

Ядерные реакторы используются для производства радиоактивных изотопов


Производство плутония в реактореЯдерные реакторы используются для производства радиоактивных изотопов

Слайд 33Принципиальная конструкция атомной бомбы



Принципиальная конструкция атомной бомбы

Слайд 34АТОМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Ядерный реактор – основной

элемент атомной электростанции (азс), преобразующий тепловую ядерную энергию в электрическую. Эта энергия преобразуется в энергию пара, вращающего паровую турбину. Паровая турбина в свою очередь вращает ротор генератора, вырабатывающего электрический ток.



АТОМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ   Ядерный реактор – основной элемент атомной электростанции (азс), преобразующий тепловую

Слайд 35Работа на современной АЭС
ЗАЛ УПРАВЛЕНИЯ СТАНЦИЕЙ
ГЕНЕРАТОР


Работа на современной АЭСЗАЛ УПРАВЛЕНИЯ СТАНЦИЕЙГЕНЕРАТОР

Слайд 36Атомные электростанции


Атомные электростанции

Слайд 37ТЕРМОЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ

Термоядерный синтез – реакция, в которой при высокой температуре, большей

чем 107К, из лёгких ядер синтезируются более тяжелые



ТЕРМОЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯТермоядерный синтез – реакция, в которой при высокой температуре, большей чем 107К, из лёгких ядер синтезируются

Слайд 38УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ

Российские физики А.Д.Сахаров и И.Е.Тамм предложили применять плазменную конфигурацию

в форме тора, которая используется в установке УТС «Токамак»



УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗРоссийские физики А.Д.Сахаров и И.Е.Тамм предложили применять плазменную конфигурацию в форме тора, которая используется в

Слайд 39НЕУПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ
КОНСТРУКЦИЯ БОМБЫ
ТЕРМОЯДЕРНАЯ БОЕГОЛОВКА
Неуправляемый термоядерный синтез осуществляется при взрыве водородной

(термоядерной) бомбы, зарядом которой является дейтерид лития LiD. В качестве запала используется атомная бомба.



НЕУПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗКОНСТРУКЦИЯ БОМБЫТЕРМОЯДЕРНАЯ БОЕГОЛОВКАНеуправляемый термоядерный синтез осуществляется при взрыве водородной (термоядерной) бомбы, зарядом которой является дейтерид

Слайд 40БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Радиоактивное излучение (включающее гамма – и рентгеновское излучение,

электроны, протоны, α-частицы, ионы тяжелых элементов) называют также ионизирующим излучением, так как проходя через живую ткань, оно вызывает ионизацию атомов. В любой точке пространства существует ионизирующее излучение, или естественный фон радиации.

ВКЛАД ИСТОЧНИКОВ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РАДИАЦИОННЫЙ ФОН



БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙРадиоактивное излучение (включающее гамма – и рентгеновское излучение, электроны, протоны, α-частицы, ионы тяжелых элементов)

Слайд 41Биологическое действие р/а излучений
механизм воздействия
Изменение химической активности клеток (деление клеток

замедляется)
Поражение костного мозга
Нарушение процесса образования крови
Поражение клеток пищеварительного тракта
Изменение генов в хромосомном наборе (наследственность)



Биологическое действие р/а излучениймеханизм воздействия Изменение химической активности клеток (деление клеток замедляется)Поражение костного мозгаНарушение процесса образования кровиПоражение

Слайд 42
ДОЗА ПОГЛОЩЕНННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ


ДОЗА ПОГЛОЩЕНННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Слайд 43Воздействие р/а излучения характеризуется:
Доза излучения

Е – поглощенная энергия;
m – масса

тела
D [Гр=Дж/кг]

Экспозиционная доза излучения


q – суммарный заряд образованного излучением фотонов;
m – масса тела
ЭДИ [Кл/кг]



Воздействие р/а излучения характеризуется:Доза излучения Е – поглощенная энергия;m – масса телаD [Гр=Дж/кг]Экспозиционная доза излучения q –

Слайд 44Внесистемная единица:
1 Р(бэр) = 2,58*10(-4) Кл/кг


Внесистемная единица:1 Р(бэр) = 2,58*10(-4) Кл/кг

Слайд 46Меры предосторожности:
Нельзя брать в руки банки с обозначениями радиации
Упаковка с

р/а элементом должна находиться в алюминиевом сосуде с толщиной стенки более 6 см
Нельзя смывать р/а отходы в канализацию
Знать, что р/а лучи отражаются



Меры предосторожности: Нельзя брать в руки банки с обозначениями радиацииУпаковка с р/а элементом должна находиться в алюминиевом

Слайд 47УСПЕХОВ В ОБУЧЕНИИ!

УСПЕХОВ В ОБУЧЕНИИ!

Что такое shareslide.ru?

Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть