Презентация, доклад по физике на тему Ядерная физика

Содержание

Тема «Ядерная физика» изучается в течение нескольких уроков на 2 курсе. Она заканчивает курс физики. Всегда интересна для студентов.Данная презентация может меняться в зависимости от подготовленности групп, дополнительной информации и количества часов, отведенных на эту тему.

Слайд 1Ядерная физика
ГБПОУ КК «КИТТ»
преподаватель физики
Якунина А.Т.

Ядерная физикаГБПОУ КК «КИТТ»преподаватель физикиЯкунина А.Т.

Слайд 2
Тема «Ядерная физика» изучается в течение нескольких уроков на 2 курсе.

Она заканчивает курс физики. Всегда интересна для студентов.
Данная презентация может меняться в зависимости от подготовленности групп, дополнительной информации и количества часов, отведенных на эту тему.
Тема «Ядерная физика» изучается в течение нескольких уроков на 2 курсе. Она заканчивает курс физики. Всегда интересна

Слайд 3
Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц
Счётчик Гейгера
Камера Вильсона


Пузырьковая камера

Фотографические
эмульсии
Сцинтилляционный
метод
Ионизационная
камера

Методы наблюдения и регистрации элементарных частицСчётчик ГейгераКамера Вильсона Пузырьковая камераФотографическиеэмульсииСцинтилляционныйметодИонизационнаякамера

Слайд 4Газоразрядный счётчик Гейгера











+
-
R

К усилителю
Стеклянная трубка
Анод
Катод


В газоразрядном счетчике имеются катод в виде

цилиндра и анод в виде тонкой проволоки по оси цилиндра. Пространство между катодом и анодом заполняется специальной смесью газов. Между катодом и анодом прикладывается напряжение.

Применение

Счётчик Гейгера применяется в основном для регистрации фотонов и y- квантов.
Счётчик регистрирует почти все падающие в него электроны.
Регистрация сложных частиц затруднена.

Газоразрядный счётчик Гейгера+-RК усилителюСтеклянная трубкаАнодКатодВ газоразрядном счетчике имеются катод в виде цилиндра и анод в виде тонкой

Слайд 5Камера Вильсона
Камеру Вильсона можно назвать “окном” в микромир. Она представляет собой

герметически закрытый сосуд, заполненный парами воды или спиртами близкими к насыщению.







Стеклянная
пластина

поршень

вентиль

Камера ВильсонаКамеру Вильсона можно назвать “окном” в микромир. Она представляет собой герметически закрытый сосуд, заполненный парами воды

Слайд 6Если частицы проникают в камеру, то на её пути возникают капельки
воды.

Эти капельки образуют видимый след пролетевшей частицы- трек. По длине трека можно определить энергию частицы, а по числу капелек на единицу длины оценивается её скорость. Трек имеет кривизну.
Если частицы проникают в камеру, то на её пути возникают капелькиводы. Эти капельки образуют видимый след пролетевшей

Слайд 7Пузырьковая камера
При понижении давления жидкость в камере переходит в перегретое состояние.










поршень

Пролёт частицы вызывает образование цепочки капель, которые можно сфотографировать.

Пузырьковая камераПри понижении давления жидкость в камере переходит в перегретое состояние. поршеньПролёт частицы вызывает образование цепочки капель,

Слайд 8Заряжённые частицы создают скрытые изображения следа движения.
По длине и толщине трека

можно оценить энергию и массу частицы.

Фотоэмульсия имеет
большую плотность,
поэтому треки
получаются
короткими.

Заряжённые частицы создают скрытые изображения следа движения.По длине и толщине трека можно оценить энергию и массу частицы.Фотоэмульсия

Слайд 9Сцинтилляционный метод
В этом методе (Резерфорда) для регистрации используются кристаллы. Прибор состоит

из сцинтиллятора, фотоэлектронного умножителя и электронной системы.






1











nv



nv

2

3

e

4

5

6


7

Сцинтилляционный методВ этом методе (Резерфорда) для регистрации используются кристаллы. Прибор состоит из сцинтиллятора, фотоэлектронного умножителя и электронной

Слайд 10Ионизационная камера
В ионизационной камере между двумя электродами находится воздух при атмосферном

давлении. Между электродами подаётся постоянное напряжение. Сила тока в камере пропорциональна количеству ионов.









Ионизационная камераВ ионизационной камере между двумя электродами находится воздух при атмосферном давлении. Между электродами подаётся постоянное напряжение.

Слайд 11Открытие радиоактивности
Нестабильность атомов была открыта в конце XIX века. Спустя 46

лет был построен первый атомный реактор.
Открытие радиоактивностиНестабильность атомов была открыта в конце XIX века. Спустя 46 лет был построен первый атомный реактор.

Слайд 12Радиоактивное излучение
Радиоактивность появились на земле со времени ее образования , и

человек за всю историю развития своей цивилизации находился под влиянием естественных источников радиации. Земля подвержена радиационному фону, источниками которого служат излучения Солнца, космическое излучение, излучение от залегающих в Земле радиоактивных элементов.
Радиоактивное излучениеРадиоактивность появились на земле со времени ее образования , и человек за всю историю развития своей

Слайд 13Радиоактивное излучение
Термин радиоактивность, радиация по латыни звучит как излучение, с которым

мы встречаемся каждый день, зажигая электрический свет (электромагнитное излучение), включая телевизор (излучение электронов) или загорая на солнце (ультрафиолетовое излучение).
Радиоактивное излучениеТермин радиоактивность, радиация по латыни звучит как излучение, с которым мы встречаемся каждый день, зажигая электрический

Слайд 14Радиоактивное излучение
Явление радиоактивности было открыто французским физиком А. Беккерелем 1 марта

1896 года при случайных обстоятельствах. Беккерель положил несколько фотографических пластинок в ящик своего стола и, чтобы на них не попал видимый свет, он придавил их куском соли урана. После проявления и исследования он заметил почернение пластинки, объяснив это излучением солью урана невидимых лучей. От солей урана Беккерель перешёл к чистому металлическому урану и отметил, что эффект испускания лучей усилился. Так произошло открытие радиоактивности.
Радиоактивное излучениеЯвление радиоактивности было открыто французским физиком А. Беккерелем 1 марта 1896 года при случайных обстоятельствах. Беккерель

Слайд 15Радиоактивное излучение
Исследования показали, что эти лучи проникают сквозь тонкие металлические экраны

и ионизируют газ, через который проходят. Их проникающая способность не зависит ни от температуры, ни от освещения, ни от давления. Их интенсивность не менялась со временем. Замечательной способностью обнаруженного излучения оказалась его самопроизвольность. Эти лучи назвали позднее рентгеновскими.
Радиоактивное излучениеИсследования показали, что эти лучи проникают сквозь тонкие металлические экраны и ионизируют газ, через который проходят.

Слайд 16Радиоактивное излучение
Поисками веществ, способных к лучеиспусканию, по предложению Беккереля занялись молодой

профессор Пьер Кюри и его супруга Мария Складовская-Кюри. Эти учёные обнаружили, что урановая смоляная руда обладает способностью давать излучение, в 4 раза превосходящее по интенсивности излучение урана. Это свидетельствовало о том, что в руде присутствовал источник излучения, более мощный, чем уран. В 1898 году супруги Кюри открыли два новых элемента -- полоний, названный так в честь родины Марии Складовской-Кюри -Польши, и радий, что означает по латыни "испускающий лучи".
Радиоактивное излучениеПоисками веществ, способных к лучеиспусканию, по предложению Беккереля занялись молодой профессор Пьер Кюри и его супруга

Слайд 17Радиоактивное излучение
В честь супругов Кюри получил свое название искусственно полученный трансурановый

элемент с номером 96 - Кюрий. Среди элементов содержащихся в земной коре, радиоактивными являются все начиная с висмута, т.е. с порядковым номером более 83 в таблице элементов Менделеева.
Радиоактивное излучениеВ честь супругов Кюри получил свое название искусственно полученный трансурановый элемент с номером 96 - Кюрий.

Слайд 18Радиоактивное излучение
Вскоре после открытия полония и радия Резерфордом было установлено, что

радиоактивное излучение неоднородно по своему составу. Одна часть излучения поглощалась тонкой алюминиевой фольгой, а другая проходила без изменения. Анализ состава излучения проводился по отклонению его в магнитном поле . Было обнаружено, что излучение содержит три вида лучей - альфа, бета, гамма.
Радиоактивное излучениеВскоре после открытия полония и радия Резерфордом было установлено, что радиоактивное излучение неоднородно по своему составу.

Слайд 19 Из опыта следует, что радиоактивное излучение состоит из трех.

Среди них есть два состоящих из заряженных частиц противоположного знака, а третье - нейтральное. При этом отрицательный компонент излучения отклонялся гораздо сильнее положительного. Третья составляющая не отклонялась магнитным полем

S

N







α

γ

β

Радиоактивное излучение

Из опыта следует, что радиоактивное излучение состоит из трех. Среди них есть два состоящих из

Слайд 20Радиоактивное излучение
Альфа-лучи - тяжелые частицы с малой проникающей способностью.

Радиоактивное излучениеАльфа-лучи - тяжелые частицы с малой проникающей способностью.

Слайд 21Радиоактивное излучение
Бета-лучи - легкие частицы с большой проникающей способностью. Бета-лучи представляют

собой поток быстро летящих электронов. Их скорость близка к скорости света.


Радиоактивное излучениеБета-лучи - легкие частицы с большой проникающей способностью. Бета-лучи представляют собой поток быстро летящих электронов. Их

Слайд 22Радиоактивное излучение
Га́мма-излуче́ние (гамма-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной

волны — < 5×10−3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами.
Радиоактивное излучениеГа́мма-излуче́ние (гамма-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — < 5×10−3 нм и,

Слайд 23Виды распадов

Виды распадов

Слайд 24Закон радиоактивного распада



Справедлив только для большого числа частиц

Т – период полураспада

– время, в течение которого распадается половина наличного числа радиоактивных атомов


Закон радиоактивного распадаСправедлив только для большого числа частицТ – период полураспада – время, в течение которого распадается

Слайд 25Изотопы – это ядра, содержащие одинаковое число протонов, но разное число

нейтронов.

Протий

Изотопы водорода – протий, дейтерий, тритий.

Изотопы – это ядра, содержащие одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.ПротийИзотопы водорода – протий, дейтерий, тритий.

Слайд 26Стерилизация - полное освобождение различных веществ, предметов, пищевых продуктов от микроорганизмов.
Применение

изотопов
Стерилизация - полное освобождение различных веществ, предметов, пищевых продуктов от микроорганизмов.Применение изотопов

Слайд 27Радиотерапия,— лечение ионизирующей радиацией (рентгеновским, гамма-излучением, бета-излучением, нейтронным излучением, пучками элементарных

частиц из медицинского ускорителя). Применяется в основном для лечения злокачественных опухолей.

Применение изотопов

Радиотерапия,— лечение ионизирующей радиацией (рентгеновским, гамма-излучением, бета-излучением, нейтронным излучением, пучками элементарных частиц из медицинского ускорителя). Применяется в

Слайд 28Меченые атомы (изотопные индикаторы) содержат изотопы, которые по своим свойствам (радиоактивности,

атомной массе) отличаются от других изотопов данного элемента.

Применение изотопов

Меченые атомы (изотопные индикаторы) содержат изотопы, которые по своим свойствам (радиоактивности, атомной массе) отличаются от других изотопов

Слайд 29В археологии явление радиоактивности помогает определять возраст предметов, найденных при раскопках.


Применение изотопов

В археологии явление радиоактивности помогает определять возраст предметов, найденных при раскопках. Применение изотопов

Слайд 30Расстояние. Чем дальше вы от источника излучения, тем лучше.
Время. Чем

меньше время контакта с радиоактивным веществом, тем меньше вред воздействия.
Защитная среда (экранирование).

Применение изотопов

Расстояние. Чем дальше вы от источника излучения, тем лучше. Время. Чем меньше время контакта с радиоактивным веществом,

Слайд 31Излучение, испускаемое радиоактивными изотопами, используемое в малых дозах, служит во благо

человеку.

Применение изотопов

Излучение, испускаемое радиоактивными изотопами, используемое в малых дозах, служит во благо человеку.Применение изотопов

Слайд 32ОТКРЫТИЕ НЕЙТРОНА. СТРОЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА.

ОТКРЫТИЕ НЕЙТРОНА. СТРОЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА.

Слайд 33Открытие нейтрона.
Ирен
Жолио-Кюри (1897-1956)
Фредерик Жолио-Кюри (1900-1958)
При бомбардировке бериллия α-частицами обнаруживалось какое-то

сильно проникающее излучение, способное преодолеть такую преграду, как свинцовая пластина в 10-20 см толщиной.
Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио-Кюри предложили, что излучение бериллия выбивает из парафиновой пластины протоны.

Они с помощью камеры Вильсона обнаружили эти протоны и по длине пробега оценили их энергию.
Если протоны ускорялись в результате столкновения с γ-квантами, то их энергия должна быть около 55 МэВ.

Открытие нейтрона.ИренЖолио-Кюри (1897-1956)Фредерик Жолио-Кюри (1900-1958) При бомбардировке бериллия α-частицами обнаруживалось какое-то сильно проникающее излучение, способное преодолеть такую

Слайд 34Джон Чедвик
(1920-1998)
Дж. Чедвик наблюдал в камере Вильсона треки ядер азота,

испытавших столкновение с бериллиевым излучением.
По его оценке, энергия γ-квантов должна была составлять 90 МэВ. Наблюдение ядер отдачи аргона привели к цифре – 150 МэВ.


1) Предположение об излучении бериллием γ-квантов,
т. е. частиц, лишенных массы покоя, несостоятельно. Из бериллия под действием α-частиц вылетают какие-то достаточно тяжелые частицы, так как только при столкновениях с тяжелыми частицами протоны или ядра азота и аргона могли получить ту энергию, которая наблюдалась.
2) Так как частицы обладали большой проникающей способностью и непосредственно не ионизовали газ, то они были электрически нейтральными.

Новая частица была названа нейтроном.

Джон Чедвик(1920-1998) Дж. Чедвик наблюдал в камере Вильсона треки ядер азота, испытавших столкновение с бериллиевым излучением. По

Слайд 35Из закона сохранения энергии и импульса к соударениям нейтронов с атомными

ядрами:

где mn -масса нейтрона;
vn – скорость нейтрона до соударения;
Mя – масса ядра отдачи.

Отношение скоростей ядер отдачи азота и водорода:

где MH и MN – массы ядер водорода и азота.

При попадании α-частиц в ядра бериллия происходит следующая реакция:

- символ нейтрона.

Из закона сохранения энергии и импульса к соударениям нейтронов с атомными ядрами:где mn -масса нейтрона;vn – скорость

Слайд 36Строение атомного ядра.
Вернер Карл
Гейзенберг
(1901-1976)
Дмитрий Дмитриевич Иваненко
(1904-1994)
Советский физик Д. Д. Иваненко

и
В. Гейзенберг предложили протонно-нейтронную модель ядра: ядра состоят из элементарных частиц двух сортов: протонов и нейтронов.

Число протонов в ядре равняется числу электронов в атомной оболочке, так как атом в целом нейтрален.

Протон и нейтрон – два зарядовых состояния ядерной частицы, называемых нуклоном.

Строение атомного ядра.Вернер КарлГейзенберг(1901-1976)Дмитрий Дмитриевич Иваненко (1904-1994)Советский физик Д. Д. Иваненко и В. Гейзенберг предложили протонно-нейтронную модель

Слайд 38Размеры атомных ядер
Так как для ядер существенны квантовые законы поведения, то

они не имеют четко определенных границ.

Можно говорить только о некотором среднем радиусе ядра.

Этот радиус определяется экспериментально по рассеянию ядром падающих на него частиц.

С увеличением массового числа радиус ядра увеличивается:

Объем ядра пропорционален числу нуклонов.

Плотность ядерного вещества постоянна и одинакова для всех ядер:

Размеры атомных ядерТак как для ядер существенны квантовые законы поведения, то они не имеют четко определенных границ.

Слайд 39Энергия связи атомных ядер – та энергия, которая необходима для полного

расщепления ядра на отдельные частицы.
Закон сохранения энергии энергия связи равна той энергии, которая выделается при образовании ядра из отдельных частиц.


Альберт Эйнштейн
(1879 - 1955)

Уравнение Эйнштейна между массой и энергией:

Точнейшие измерения масс ядер масса покоя ядра Мя всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов:


- дефект массы.

Энергия связи атомных ядер – та энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные частицы.Закон сохранения

Слайд 40Уменьшение массы при образовании ядра из частиц уменьшается энергия этой

системы частиц на значение энергии связи :

ядро образуется из частиц;
частицы за счет действия ядерных сил на малых расстояниях устремляются с огромным ускорением друг к другу;
излучаются γ- кванты с энергией и массой .

Пример: образование 4 г гелия сопровождается выделением такой же энергии, что и сгорание 1,5 - 2 вагонов каменного угла.

Уменьшение массы при образовании ядра из частиц уменьшается энергия этой системы частиц на значение энергии связи

Слайд 41Удельная энергия связи -
энергия связи, приходящаяся на одну ядерную частицу от

массового числа А.

Максимальную энергию связи (8,6 МэВ/нуклон) имеют элементы с массовыми числами от 50 до 60.
Ядра этих элементов наиболее устойчивы.

Удельная энергия связи -энергия связи, приходящаяся на одну ядерную частицу от массового числа А. Максимальную энергию

Слайд 42 Ядерные силы являются короткодействующими.
Нуклоны, находящиеся на поверхности ядра, взаимодействуют

с меньшим числом соседей, чем нуклоны внутри ядра.


Энергия связи нуклонов на поверхности меньше, чем у нуклонов внутри ядра.
Чем больше ядро, тем большая часть от общего числа нуклонов оказывается на поверхности энергия связи в среднем на один нуклон меньше у легких ядер.

У тяжелых ядер удельная энергия связи уменьшается за счет растущей с увеличением Z кулоновской энергии отталкивания протонов. Кулоновские силы стремятся разорвать ядро.

Уменьшение удельной энергии связи у легких элементов объясняется поверхностными эффектами.


Ядерные силы являются короткодействующими. Нуклоны, находящиеся на поверхности ядра, взаимодействуют с меньшим числом соседей, чем нуклоны

Слайд 43Отто Ган
(1879-1968)
Фриц Штрассман
1902-1980
Отто Роберт Фриш
1904-1979
Лиза Мейтнер
1878-1968
Открыто в 1938 г. немецкими учеными

О. Ганом и Ф. Штрассманом.

Истолкование было дано в начале 1939 г.
английским физиком О. Фришем совместно с австрийским физиком
Л. Мейтнер.

Отто Ган(1879-1968)Фриц Штрассман1902-1980Отто Роберт Фриш1904-1979Лиза Мейтнер1878-1968Открыто в 1938 г. немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом. Истолкование

Слайд 44Масса покоя тяжелого ядра больше суммы масс покоя осколков, возникающих при

делении.

Выделение энергии, эквивалентной уменьшению массы покоя, сопровождающему деление.

Полная масса сохраняется, так как масса движущихся с большой скоростью осколков превышает их массу покоя.




Возможно деление ядра.

Масса покоя тяжелого ядра больше суммы масс покоя осколков, возникающих при делении.Выделение энергии, эквивалентной уменьшению массы покоя,

Слайд 45Вынужденное деление на основе капельной модели ядра:
Ядро (простейшая модель) представляется

в виде сферы с электрическим зарядом, равномерно распределенным по всему объему.
Когда ядро 235U поглощает нейтрон, приобретенная энергия идет на


либо на возбуждение нуклонов сферического ядра

либо на его деформацию (нуклоны не возбуждены).

Ядро удлиняется до седловидной точки
(сила отталкивания между зарядами а концах вытянутого ядра становится больше чем притягивающая ядерная сила).




Ядро делится на два осколка.

Механизм деления ядра.

Вынужденное деление на основе капельной модели ядра: Ядро (простейшая модель) представляется в виде сферы с электрическим зарядом,

Слайд 46 За счет электростатических сил отталкивания осколки разлетаются со скоростью
(превращение

энергии деления примерно 200МэВ в кинетическую энергию осколков ядра примерно 168 МэВ).

Эти осколки неравной массы, сильно радиоактивны, так как содержат избыточное количество нейтронов.
В результате серии последовательных β-распадов получаются стабильные изотопы.
Осколки приобретают форму сферы.
Избыточная энергия уносится нейтронами и γ-лучами.
Тяжелые ядра делятся намного чаще легких: чем больше протонов в ядре, тем больше силы отталкивания между концами деформированного ядра, меньше требуется дополнительной энергии.
Ядро урана может делится спонтанно (самопроизвольно). Открыто советскими физиками Г. Н. Флеровым и К. А. Петржаком в 1940 году. Период полураспада =1016 лет.

Георгий Николаевич Флеров
1913–1990

Константин Антонович Петржак
1907 - 1998

За счет электростатических сил отталкивания осколки разлетаются со скоростью (превращение энергии деления примерно 200МэВ в кинетическую

Слайд 47Испускание нейтронов в процессе деления
В процессе деления испускается 2-3 нейтрона. =>

Возможно практическое использование внутриядерной энергии.
Отношение числа нейтронов к числу протонов в стабильных ядрах возрастает с повышением атомного номера.


У осколков относительное число нейтронов оказывается большим, чем это допустимо для ядер атомов, находящихся в середине таблицы Менделеева.


Несколько нейтронов освобождается в процессе деления. Их энергия имеет различные значения – от нескольких миллионов электрон-вольт до совсем малых, близких к нулю.

Испускание нейтронов в процессе деленияВ процессе деления испускается 2-3 нейтрона. => Возможно практическое использование внутриядерной энергии.Отношение числа

Слайд 48Цепные ядерные реакции

Цепные ядерные реакции

Слайд 49 При делении ядра урана освобождается два-три нейтрона. Это позволяет осуществлять

цепную реакцию деления урана.
Ядерной цепной реакцией называется реакция, в которой частицы, вызывающие ее (нейтроны), образуются как продукты этой же реакции.
При делении каждого ядра выделяется около 200 МэВ.
Естественный уран = +

=1/140*

При делении ядра урана освобождается два-три нейтрона. Это позволяет осуществлять цепную реакцию деления урана. Ядерной цепной

Слайд 50Коэффициент размножения нейтронов
Коэффициентом размножения нейтронов называют отношение числа нейтронов в каком-либо

«поколении» к числу нейтронов предшествующего «поколения».

Коэффициент размножения нейтроновКоэффициентом размножения нейтронов называют отношение числа нейтронов в каком-либо «поколении» к числу нейтронов предшествующего «поколения».

Слайд 51Факторы, определяющие коэффициент размножения:
Захват медленных нейтронов ядрами

с последующим делением и захват быстрых нейтронов ядрами и также с последующим делением (сопровождается увеличением числа нейтронов);
Захват нейтронов ядрами урана без деления (приводит к убыли числа нейтронов);
Захват нейтронов продуктами деления, замедлителем и конструктивными элементами установки (приводит к убыли числа нейтронов);
Вылет нейтронов из делящегося вещества наружу (приводит к убыли числа нейтронов).
Для стационарного течения цепной
реакции коэффициент размножения должен
быть равен 1.
Если k=1,01 , то произойдет взрыв.
Факторы, определяющие коэффициент размножения:Захват медленных нейтронов ядрами с последующим делением и захват

Слайд 52Образование плутония
После захвата нейтронов ядрами изотопа урана

образуется радиоактивный изотоп с периодом полураспада 23 минуты.
Распад происходит с испусканием электрона и возникновением первого трансуранового элемента – нептуния:
→ +

Нептуний β-радиоактивен с периодом полураспада около двух дней.
В процессе распада нептуния образуется следующий трансурановый элемент – плутоний:
→ +
Период полураспада плутония 24000 лет. Он делится под влиянием медленных нейтронов.
С помощью плутония также может осуществляться цепная реакция, которая сопровождается выделением громадной энергии.
Образование плутония После захвата нейтронов ядрами изотопа урана образуется радиоактивный изотоп

Слайд 53Ядерный реактор

Ядерный реактор

Слайд 54Ядерным (или атомным) реактором называется устройство, в котором осуществляется управляемая реакция

деления ядер.

Ядра урана (особенно изотопа ) наиболее эффективно захватывают медленные нейтроны.

Вероятность захвата медленных нейтронов с последующим делением ядер в сотни раз больше, чем быстрых.

В ядерных реакторах, работающих на естественном уране, используются замедлители нейтронов для повышения коэффициенты размножения нейтронов.



Ядерным (или атомным) реактором называется устройство, в котором осуществляется управляемая реакция деления ядер.Ядра урана (особенно изотопа

Слайд 55Схема процессов в ядерном реакторе:

Схема процессов в ядерном реакторе:

Слайд 56Основные элементы ядерного реактора:
1) ядерное горючее (

, , и др.);
2) замедлитель нейтронов (тяжелая или обычная вода, графит и др.);
3) теплоноситель для вывода энергии, образующейся при работе реактора (вода, жидкий натрий и др.);
4) Устройство для регулирования скорости реакции (вводимые в рабочее

пространство реактора стержни, содержащие кадмий или бор – вещества, которые хорошо поглощают нейтроны).
Снаружи реактор окружают защитной оболочкой, задерживающей γ-излучение и нейтроны. Оболочку выполняют из бетона с железным наполнителем.

Основные элементы ядерного реактора:1) ядерное горючее ( , ,

Слайд 57Критическая масса.
Критическая масса – наименьшая масса делящегося вещества, при которой может

протекать цепная ядерная реакция.
При малых размерах велика утечка нейтронов через поверхность активной зоны реактора (объем, в которой располагаются стержни с ураном).
С увеличением размеров системы число ядер, участвующих в делении, растет пропорционально объему, а число нейтронов, теряемых вследствие утечки, увеличивается пропорционально площади поверхности.


Увеличивая систему, можно достичь значений коэффициента размножения k=1. Система будет иметь критические размеры , если число нейтронов , потерянных вследствие захвата и утечки, равно числу нейтронов , полученных в процессе деления.
Критические размеры (критическая масса) определяются:
типом ядерного горючего;
замедлителем;
конструктивными особенностями реактора.

Критическая масса.Критическая масса – наименьшая масса делящегося вещества, при которой может протекать цепная ядерная реакция. При малых

Слайд 58 Управление реактором осуществляется при помощи стержней, содержащих кадмий или бор.
При

выдвинутых из активной зоны реактора стержнях k>1.

При полностью вдвинутых стержнях k<1.

Вдвигая стержни внутрь активной зоны, можно в любой момент времени приостановить развитие цепной реакции.



Управление реактором осуществляется при помощи стержней, содержащих кадмий или бор.При выдвинутых из активной зоны реактора стержнях

Слайд 59Реакторы на быстрых нейтронах:
Построены реакторы, работающие без замедлителя на быстрых

нейтронах.
Вероятность деления, вызванного быстрыми нейтронами мала
такие реакторы не могут работать на естественном уране. Реакцию можно поддерживать лишь в обогащенной смеси, содержащей не менее 15% изотопа .


Преимущество: при их работе образуется значительное количество плутония, который затем можно использовать в качестве ядерного топлива.
Эти реакторы называют реакторами - размножителями, так как они воспроизводят делящийся материал.

Реакторы на быстрых нейтронах: Построены реакторы, работающие без замедлителя на быстрых нейтронах. Вероятность деления, вызванного быстрыми нейтронами

Слайд 60Первые ядерные реакторы
Впервые цепная ядерная реакция урана была осуществлена в США

коллективом ученых под руководством Энрико Ферми в декабре 1942г.

В нашей стране первый ядерный реактор был запущен 25 декабря 1946 г. коллективом физиков, который возглавлял ученый Игорь Васильевич Курчатов (1903-1960).

Энрико Ферми (1901-1954)

Игорь Васильевич Курчатов
(1903-1960)

Первые ядерные реакторыВпервые цепная ядерная реакция урана была осуществлена в США коллективом ученых под руководством Энрико Ферми

Слайд 61Дата ввода первых мощностей АЭС по странам

Дата ввода первых мощностей АЭС по странам

Слайд 62Сколько атомных станций эксплуатируется в России?

Сколько атомных станций эксплуатируется в России?

Слайд 63В России имеется 10 атомных электростанций (АЭС), и практически все они

расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек.

Балаковская АЭС
Белоярская АЭС
Билибинская АЭС
Калининская АЭС (Тверская область, г.Удомля)
Кольская АЭС
Курская АЭС
Ленинградская АЭС
Нововоронежская АЭС
Ростовская (Волгодонская) АЭС
Смоленская АЭС

В России имеется 10 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены в густонаселенной европейской части страны.

Слайд 64АЭС экологически чище, чем ТЭС на органическом топливе

АЭС экологически чище, чем ТЭС на органическом топливе

Слайд 65Подвергаемся ли мы воздействию радиации в повседневной жизни?

Подвергаемся ли мы воздействию радиации в повседневной жизни?

Слайд 66ВИДЫ ОБЛУЧЕНИЯ ЛЮДЕЙ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ
1 мкбэр
Просмотр

телепрограмм
На расстоянии 2 метров

0,02—0,1 мбэр

Проживание возле АЭС.
Облучение за год

18—35 мбэр

Полёт на космическом
Корабле в течении 1 часа

0,003—0,3 бэр

0,01—0,1 бэр

«Рентген»
зубов

«Рентген»
Грудной
клетки

ВИДЫ ОБЛУЧЕНИЯ ЛЮДЕЙ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ1 мкбэрПросмотр телепрограммНа расстоянии 2 метров0,02—0,1 мбэр Проживание

Слайд 67Какую дозу облучения получает население в районах размещения АЭС?

Какую дозу облучения получает население в районах размещения АЭС?

Слайд 68Действие радиоактивных веществ на организм человека
Радиоактивные вещества, попадающие на поверхность продуктов,

проникают внутрь: в хлеб и сухари — на глубину пор; в сыпучие продукты (муку, крупу, сахарный песок, поваренную соль) — в поверхностные
Мясо, рыба, овощи и фрукты обычно загрязняются радиоактивной пылью с поверхности, к которой она весьма плотно прилипает.
В жидких продуктах крупные частицы оседают на дно тары, а мелкие образуют взвеси. Наибольшую опасность представляет попадание радиоактивных веществ внутрь организма с зараженной ими пищей и водой, причем поступление их в количествах более установленных величин вызывает лучевую болезнь.
Действие радиоактивных веществ на организм человекаРадиоактивные вещества, попадающие на поверхность продуктов, проникают внутрь: в хлеб и сухари

Слайд 69Последствия радиационного поражения

Последствия радиационного поражения

Слайд 70Ядерные отходы (ОЯТ): перевозка опасного груза.

Ядерные отходы (ОЯТ): перевозка опасного груза.

Слайд 71Утилизация отходов на АЭС:

Утилизация отходов на АЭС:

Слайд 72Наиболее мощные АЭС в мире

Наиболее мощные АЭС в мире

Слайд 73Всего с момента начала эксплуатации АЭС в 14 странах мира произошло

более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Некоторые из них:

В 1957г – в Уиндскейле (Англия)
В1959г – в Санта-Сюзанне (США)
В1961г – В Айдахо-Фолсе (США)
В1979г – в Три-Майл-Айленд (США)
1986 год –Чернобыльская катастрофа.
Всего с момента начала эксплуатации АЭС в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной

Слайд 74Аварии с выбросом радиоактивных веществ
Саркофаг над четвертым энергоблоком Чернобыльской АЭС. 1998.




Авария на ЧАЭС привела к выбросу из активной зоны реактора 50 МКи радионуклидов и 50 МКи радиоактивных благородных газов [4], что составляет 3-4% от исходного количества радионуклидов в реакторе, которые поднялись с током воздуха на высоту 1200 м. Выброс радионуклеидов в атмосферу продолжался до 6 мая, пока разрушенную активную зону реактора не забросали мешками с доломитом, песком, глиной и свинцом. И все это время в атмосферу поступали радионуклиды, которые развеялись ветром по всему миру

Аварии с выбросом радиоактивных веществСаркофаг над четвертым энергоблоком Чернобыльской АЭС. 1998. Авария на ЧАЭС привела к выбросу

Слайд 75Последствия аварии ЧАЭС
Авария на Чернобыльской АЭС вызвала крупномасштабное радиоактивное заражение местности,

зданий, сооружений, дорог, лесных массивов и водоемов не только на Украине, но и далеко за её пределами. На волю вырвалось более 8 тонн топлива, которое содержит плутоний и другие высокорадиоактивные продукты распада.

Последствия аварии ЧАЭСАвария на Чернобыльской АЭС вызвала крупномасштабное радиоактивное заражение местности, зданий, сооружений, дорог, лесных массивов и

Слайд 79Мы обязаны помнить

Мы обязаны помнить

Слайд 80Генетические последствия радиации

Генетические последствия радиации

Слайд 82Последствия радиации:
Мутации
Раковые заболевания (щитовидной железы, лейкоз, молочной железы, легкого, желудка, кишечника)
Наследственные

нарушения
Стерильность яичников у женщин,
Слабоумие
Последствия радиации:МутацииРаковые заболевания (щитовидной железы, лейкоз, молочной железы, легкого, желудка, кишечника)Наследственные нарушенияСтерильность яичников у женщин,Слабоумие

Слайд 83Применение ядерной энергии: проблемы и перспективы



Применение ядерной энергии: проблемы и перспективы

Слайд 84ОБОРОНА СТРАНЫ
КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБОРОНА СТРАНЫКОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Слайд 85Медицина
Методы диагностики и терапии показали свою высокую эффективность. При облучении раковых

клеток γ – лучами они прекращают своё деление. И если раковое заболевание находится на начальной стадии, то лечение является успешным
Малые количества радиоактивных изотопов используются с целью диагностики. Например, при рентгеноскопии желудка используется радиоактивный барий
Успешно применяются изотопы при исследовании йодного обмена щитовидной железы
МедицинаМетоды диагностики и терапии показали свою высокую эффективность. При облучении раковых клеток γ – лучами они прекращают

Слайд 86Сельское хозяйство

Облучение семян растений небольшими дозами гамма –

лучей от радиоактивных препаратов приводит к заметному увеличению урожайности и большему времени хранения . Большие дозы радиации вызывают мутации растений и микроорганизмов, что приводит к появлению сортов с новыми ценными свойствами.
Сельское хозяйство Облучение семян растений небольшими дозами гамма – лучей от радиоактивных препаратов приводит к

Слайд 87Ядерный реактор на транспорте

Ядерный реактор на транспорте
Скачать презентацию

Похожие презентации

Презентация урока физики в 7 классе на тему Строение и плотность вещества Презентация урока физики в 7 классе на тему Строение и плотность вещества 182
Презентация к уроку по теме Переменный электрический ток Презентация к уроку по теме Переменный электрический ток 150
Презентация Физика в спорте Презентация Физика в спорте 339
Презентация Давление твёрдых тел, жидкостей и газов Презентация Давление твёрдых тел, жидкостей и газов 137
Сила упругости Сила упругости 172
Конспект урока по физике для 7 класса Атмосферное давление Конспект урока по физике для 7 класса Атмосферное давление 281

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