Слайд 1Урок физики в 9 классе по теме
ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР
Слайд 2ПОВТОРЕНИЕ
1. Механизм деления ядер урана.
2. Расскажите о механизме протекания цепной ядерной
реакции.
3. Приведите пример ядерной реакции деления ядра урана.
4. Что называется критической массой?
5. Как идет цепная реакция в уране, если его масса меньше критической, больше критической?
Слайд 3ПОВТОРЕНИЕ
6. Чему равна критическая масса урана 295, можно ли уменьшить критическую
массу?
7. Какими способами можно изменить ход цепной ядерной реакции?
8. С какой целью замедляют быстрые нейтроны?
9. Какие вещества используют в качестве замедлителей?
10. За счет каких факторов можно увеличить число свободных нейтронов в куске урана, обеспечив тем самым возможность протекания в нем реакции?
Слайд 4Первые ядерные реакторы
Впервые цепная ядерная реакция урана была осуществлена
в США коллективом ученых под руководством Энрико Ферми в декабре 1942г.
Слайд 5Первые ядерные реакторы
В нашей стране первый ядерный реактор был
запущен 25 декабря 1946 г. коллективом физиков, который возглавлял ученый Игорь Васильевич Курчатов
Слайд 6 Ядерным реактором называется устройство, в котором осуществляется и поддерживается
управляемая цепная реакция деления некоторых тяжелых ядер.
Слайд 7Основные элементы ядерного реактора:
ядерное горючее(уран 235, уран 238, плутоний 239);
замедлитель нейтронов
(тяжелая вода, графит и др.);
теплоноситель для вывода энергии, образующейся при работе реактора (вода, жидкий натрий и др.);
Регулирующие стержни (бор, кадмий) - сильно поглощающие нейтроны
Защитная оболочка, задерживающая излучения (бетон с железным наполнителем).
Слайд 9Управление 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.
Слайд 10Реактор на медленных нейтронах
Наиболее эффективное деление ядер урана-235
происходит под действием медленных нейтронов. Такие реакторы называются реакторами на медленных нейтронах. Вторичные нейтроны, образующиеся в результате реакции деления, являются быстрыми. Для того чтобы их последующее взаимодействие с ядрами урана-235 в цепной реакции было наиболее эффективно, их замедляют, вводя в активную зону замедлитель — вещество, уменьшающее кинетическую энергию нейтронов.
Слайд 11Реакторы на быстрых нейтронах
Такие реакторы не могут работать на естественном
уране. Реакцию можно поддерживать лишь в обогащенной смеси, содержащей не менее 15% изотопа урана.
Преимущество: при их работе образуется значительное количество плутония, который затем можно использовать в качестве ядерного топлива.
Слайд 12Виды реакторов
гомогенные: активная зона представляет жидкую, твердую или газообразную однородную
смесь ядерного топлива, теплоносителя и замедлителя.
Гетерогенные: топливо в виде блоков размещено в замедлителе, т.е. топливо и замедлитель пространственно разделены
Слайд 13Преобразование энергии
внутренняя энергия ядер урана
кинетическая энергия нейтронов и осколков
ядер
внутренняя энергия воды
внутренняя энергия пара
кинетическая энергия пара
кинетическая энергия ротора турбины и ротора генератора
электрическая энергия
Слайд 14Использование ядерных реакторов
В зависимости от назначения ядерные реакторы бывают
энергетические, конверторы и размножители, исследовательские и многоцелевые, транспортные и промышленные.
Слайд 15Экологические катастрофы на АЭС
1957 г- авария в Великобритании
1966 г –
частичное расплавление активной зоны после выхода из строя охлаждения реактора неподалеку от Детройта.
1971 г – много загрязненной воды ушло в реку США
1979 – крупнейшая авария в США
1982 г - выброс радиоактивного пара в атмосферу
1983 – страшная авария в Канаде (20 минут вытекала радиоактивная вода – по тонне в минуту)
1986 – авария в Великобритании
1986 г – авария в Германии
1986 г – Чернобыльская АЭС
1988 г – пожар на АЭС в Японии
Слайд 16Вопросы на закрепление
1. Что называют ядерным реактором?
2. Что является ядерным горючим
в реакторе?
3. Какое вещество служит замедлителем нейтронов в ядерном реакторе?
4. Каково назначение замедлителя нейтронов?
5. Для чего нужны регулирующие стержни? Как ими пользуются?
6. Что используется в качестве теплоносителя в ядерных реакторах?
7. Для чего нужно, чтобы масса каждого уранового стержня была меньше критической массы?
Слайд 17ТЕСТ
1. Какие частицы участвуют в делении ядер урана?
А. протоны;
Б. нейтроны;
В. электроны;
Г.
ядра гелия.
Слайд 182. Какая масса урана является критической?
А. наибольшая, при которой возможно протекание
цепной реакции;
Б. любая масса;
В. наименьшая, при которой возможно протекание цепной реакции;
Г. масса, при которой реакция прекратится.
Слайд 193. Чему приблизительно равна критическая масса урана 235?
А. 9 кг;
Б. 20
кг;
В. 50 кг;
Г. 90 кг.
Слайд 204. Какие вещества из перечисленных ниже могут быть использованы в ядерных
реакторах в качестве замедлителей нейтронов?
А. графит;
Б. кадмий;
В. тяжёлая вода;
Г. бор.
Слайд 215. Для протекания цепной ядерной реакции на АЭС нужно, чтобы коэффициент
размножения нейтронов был:
А. равен 1;
Б. больше 1;
В. меньше 1.
Слайд 226. Регулирование скорости деления ядер тяжелых атомов в ядерных реакторах осуществляется:
А.
за счет поглощения нейтронов при опускании стержней с поглотителем;
Б. за счет увеличения теплоотвода при увеличении скорости теплоносителя;
В. за счет увеличения отпуска электроэнергии потребителям;
Г. за счет уменьшения массы ядерного топлива в активной зон при вынимании стержней с топливом.
Слайд 237. Какие преобразования энергии происходят в ядерном реакторе?
А. внутренняя энергия атомных
ядер превращается в световую энергию;
Б. внутренняя энергия атомных ядер превращается в механическую энергию;
В. внутренняя энергия атомных ядер превращается в электрическую энергию;
Г. среди ответов нет правильного.
Слайд 248. В 1946 году в Советском Союзе был построен первый ядерный
реактор. Кто был руководителем этого проекта?
А. С. Королев;
Б. И. Курчатов;
В. Д. Сахаров;
Г. А. Прохоров.
Слайд 259. Какой путь вы считаете самым приемлемым для повышения надежности АЭС
и предотвращения заражения внешней среды?
А. разработка реакторов, способных автоматически охладить активную зону реактора независимо от воли оператора;
Б. повышение грамотности эксплуатации АЭС, уровня профессиональной подготовленности операторов АЭС;
В. разработка высокоэффективных технологий демонтажа АЭС и переработки радиоактивных отходов;
Г. расположение реакторов глубоко под землей;
Д. отказ от строительства и эксплуатации АЭС.
Слайд 2610. Какие источники загрязнения окружающей среды связаны с работой АЭС?
А. урановая
промышленность;
Б. ядерные реакторы разных типов;
В. радиохимическая промышленность;
Г. места переработки и захоронения радиоактивных отходов;
Д. использование радионуклидов в народном хозяйстве;
Е. ядерные взрывы.
Слайд 27Ответы:
1 Б;
2 В;
3 В;
4 А, В;
5
А;
6 А;
7 В;.
8 Б;
9 Б. В;
10 А, Б, В, Г, Е.