Презентація з фізики: «Ядерні реакції і реагенти. Застосування і біологічна роль».

Ядерні реакції. ЯДЕРНІ РЕАКЦІЇ - перетворення атомних ядер при взаємодії з ін ядрами, елементарними частинками або квантами.

Ядерні реакції здійснюють під дією налітаючих, або бомбардуючих, часток, якими опромінюють більш важкі ядра. Перша ядерна реакція була здійснена Е. Резерфордом, в 1919 р.

Ядерні реакції. Ядерні реакції супроводжуються енергетичними перетвореннями. Енергетичний вихід - Q = (Mp + Mn - Mя) c2 = ΔMc2. ΔM називається дефектом мас.

Типи ядерних реакцій:

Збуджене в результаті бомбардування ядро повертається в нормальний стан і при цьому випускає один або кілька гамма-квантів:

Реакція захоплення. Ядро поглинає бомбардуючу частинку і перетворюється в нове, масивніше ядро:

Поглинання ядром бомбардуючої частинки і випускання ядром однієї або кількох частинок (протонів, дейтронів, альфа-частинок, нейтронів):

Розщеплення ядра на кілька частин. При бомбардуванні ядер частинками великих енергій може відбуватися розщеплення ядра на кілька частин:

Ядро сильно збуджене і розпадається на дві альфа-частинки:

Під час ядерних реакцій виконуються закони збереження:

Закон збереження електричного заряду: сумарний електричний заряд ядер і частинок до реакції дорівнює сумарному електричному заряду всіх продуктів ядерної реакції

Закон збереження кількості нуклонів (у реакціях без античастинок): сумарна кількість усіх нуклонів під час ядерної реакції не змінюється

Закон збереження і перетворення енергії: повна енергія всіх частинок, які вступають у реакцію дорівнює повній енергії всіх частинок після реакції

Закон збереження імпульсу: геометрична сума імпульсів ядер і частинок до реакції дорівнює геометричній сумі імпульсів усіх частинок, що виникли після реакції

Закон збереження маси: маса частинок, які вступили в реакцію дорівнює сумі масі одержаних частинок речовини і фотонів випромінювання

Ділення важких ядер Реакції ділення - це процес, при якому нестабільне ядро ділиться на два великих фрагмента порівнянних мас.

У 1939 році німецькими вченими О. Ганом і Ф. Штрассманом було відкрито ділення ядер урану. Вони встановили, що при бомбардуванні урану виникають елементи середньої частини періодичної системи - радіоактивні ізотопи барію, криптону.

Ділення важких ядер. Уран зустрічається в природі у вигляді двох ізотопів: (99,3%) і (0,7%). При бомбардуванні нейтронами ядра обох ізотопів можуть розщеплюватися на два осколки. При цьому реакція поділу найбільш інтенсивно йде на повільних (теплових) нейтронах, в той час як ядра вступають в реакцію ділення тільки з швидкими нейтронами з енергією порядку 1 МеВ.

Ділення ядер урану. Радіоактивне сімейство урану-235. Для кожного ізотопу приведений період напіврозпаду

Ланцюгові ядерні реакції. При розподілі ядра урану-235, яке викликане зіткненням із нейтроном, звільняється 2 чи 3 нейтрона. При сприятливих умовах ці нейтрони можуть потрапити в інші ядра урану і викликати їх розподіл. На цьому етапі з'являться вже від 4 до 9 нейтронів, здатних викликати нові розпади ядер урану і т. д. Такий лавиноподібний процес називається ланцюговою реакцією.

Схема розвитку Ланцюгової Ядерної реакції.

Застосування ядерних реакцій. Область застосування ядерних реакцій дуже обширна. В даний час ядерні реакції застосовуються в наступних областях діяльності людства: Енергетика Військова сфера

Застосування ядерних реакцій. Синтез нових елементів - отримання нових елементів, тому при розщепленні або злиття ядер виходять інші елементи таблиці Менделєєва. Медицина - в сучасній ядерній медицині для науково-дослідних, діагностичних та терапевтичних цілей застосовують понад 50 циклотрон радіонуклідів з періодом напіврозпаду від декількох хвилин до декількох років.

Застосування ядерних реакцій. Наукові дослідження - ядерні реакції досить широко застосовуються в наукових роботах в певних сферах.

Біологічна дія.

Біологічна дія радіоактивних випромінювань. Радіоактивні випромінювання згубним чином діють на живі клітини. Гранично допустима за рік доза для людини дорівнює 0,05 Гр. Доза в Гр, отримана за короткий час, смертельна.

Дія випромінювань на людину.