Презентация, доклад по физике на тему Ядерные реакции 11 класс

Л.Н.

Назовите свойства ядерных сил.
4. Что такое энергия связи ядра?
5. Почему масса покоя ядра не равна сумме масс покоя протонов и нейтронов, входящих в него?
6. Что такое естественная радиоактивность?

веках нашей эры, в Египте, но особенно широкое распространение она получила в Средние века в Европе. Главная цель алхимиков заключалась в получении «философского камня», поскольку считалось, что этот элемент способен изменить структуру любого металла превратив его в золото или серебро.

В реальность алхимии были убеждены такие выдающиеся ученые, как Авиценна, Фрэнсис Бэкон, Лейбниц, Спиноза, Исаак Ньютон, Альберт Великий, Теофраст Парацельс и многие другие. Возможно ли это?

атомные ядра другого химического элемента, вызванное их взаимодействием с элементарными частицами или с другими ядрами.

Ядерная реакция

Резерфорд бомбардировал атомы азота 
α- частицами.

В результате бомбардировки α- частицами ядро азота превращается в ядро изотопа кислорода с испусканием протонов. 

Сбылась вековая мечта алхимиков: человек научился превращать одни химические элементы в другие

ядра фосфора, путем бомбардировки  α-частицами.

Это был впервые полученный радиоактивный фосфор.
В последствии было получено свыше 1000 радиоактивных изотопов.

Резерфорд объявил, что в его лаборатории успешно осуществлены реакции расщепления легких элементов (например, лития) протонами. Для этого протоны, полученные из водорода, разгоняли с помощью высокого напряжения, равного десяткам , сотням тысяч вольт. Протоны, имея меньший, чем альфа-частицы, заряд и массу, легче проникают в ядро.
Для чего протоны разгоняли до больших скоростей?

Протон заряжен положительно, то для преодоления действия сил кулоновского отталкивания ядра, необходимо, ему необходимо обладать достаточной кинетической энергией

реакции, вызываемые нейтронами. Он обнаружил, что ядерные превращения вызываются не только быстрыми, но и медленными нейтронами, движущимися с тепловыми скоростями.
Почему даже медленные нейтроны вызывают ядерную реакцию?

3517Cl + 10n → 3516S + 11H 

Так как нейтроны лишены заряда, они беспрепятственно могут проникать в атомные ядра и вызывать их превращения.

ядро делится на два крупных фрагмента сравнимых масс.
В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом 
было открыто деление ядер урана. При этом  возникают элементы средней части периодической системы – радиоактивные изотопы бария (Z = 56), криптона (Z = 36) и др.

Кинетическая энергия, выделяющаяся при делении одного ядра урана порядка 200 МэВ. При полном делении всех ядер, содержащихся в 1 г урана, выделяется такая же энергия, как и при сгорании 3 т 
угля ли 2,5 т нефти.

подойти друг к другу вплотную, чтобы попасть в сферу действия ядерных сил.

Если частица заряжена положительно, то необходимо, чтобы она обладала кинетической энергией, достаточной для преодоления действия сил кулоновского отталкивания. Такие скорости достигаются в ускорителях элементарных частиц. 
Незаряженные частицы, например нейтроны, могут проникать в атомные ядра, обладая сколь угодно малой кинетической энергией.

Два этапа ядерной реакции:
поглощение частицы ядром и образование возбужденного ядра. Нуклоны обмениваются между собой энергией, и на одном из них или на группе нуклонов может сконцентрироваться энергия, достаточная для преодоления сил ядерной связи и освобождения из ядра.
испускание частицы ядром примерно через 10-12с от момента поглощения ядром первичной

(капельная модель Гамов Г.А., Френкель Я.И., Бор Н.)

реакции. Величина ΔM называется 
дефектом масс. Ядерные реакции могут протекать с выделением энергии (Q > 0, экзотермические) или с поглощением энергии (Q < 0, эндотермические).

-это разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции

числа.

7+2=8+1

14+4=17+1

- неустойчивая ртуть-197 превращается в устойчивое золото-197 в результате K-захвата (электрон с K-оболочки своего собственного атома).

1947 г. (Гарвард) Ингрем, Гесс и Гайди доказали что  199 и 196 изотопы ртути способны превращаться в золото. В результате опыта они смогли получить из 100 грамм ртути 35 мкг золота с помощью ядерного реактора, оно хранится в Чикагском музее науки и промышленности

 Способ очень дорогой, и ртути, пригодной для его получения в земной коре в 30 раза меньше самого золота.

Почему алхимикам не удалось получить золото?
Что общего и в чем различие ядерной реакции и радиоактивного распада?
Какие частицы применяются для ядерных реакций? Почему удобно использовать нейтроны?
Условия протекания ядерной реакции.
Какие законы сохранения выполняются при ядерных реакциях?
Что называют энергетическим выходом реакции? В каком случае ядерная реакция идет с поглощением энергии, с выделением энергии?
Каково значение ядерных реакций?

+ 42He → 10n +?
В) 126C + 10n → 94Be +?
Г) 2713Al + 42He → 3015Р +?
Д) 2411Na → 2412Mg + 0-1е +?

Ответы:; А) 189F; Б) 147N; В) 42He; Г) 10n; Д) γ;

превратился в изотоп … ???

Решение.  Запишем реакцию радиоактивного распада в общем виде
 Используя законы сохранения зарядового и массового числа:


Из уравнений следует:  x = 82, y = 207.  Согласно таблице Менделеева искомый продукт свинец  82Pb207.

Вычислим энергетический выход при изменении массы на 1 а.е.м.:

Выход данной ядерной реакции равен
 
 

Выделяется 4,0 МэВ энергии

задач под редакцией
Рымкевич А.П.)