Презентация по физике. Тема: Цепная реакция деления ядер урана. Класс: 9 «б»
Цепная реакция деления ядер урана. В 1938 г. О. Ган и Ф. Штрассман открыли: ядра урана при бомбардировке его нейтронами образуют другие элементы. А объяснение этому явлению было дано в 1939 г. австрийским физиком Л. Мейтнер и физиком О. Фришем: при попадании нейтрона ядро урана как бы разваливается на части. Этим и объясняется неожиданное появление новых химических элементов - лантана и бария - элементов с атомным весом, примерно вдвое меньшим, чем у урана. В 1938 г. О. Ган и Ф. Штрассман открыли: ядра урана при бомбардировке его нейтронами образуют другие элементы. А объяснение этому явлению было дано в 1939 г. австрийским физиком Л. Мейтнер и физиком О. Фришем: при попадании нейтрона ядро урана как бы разваливается на части. Этим и объясняется неожиданное появление новых химических элементов - лантана и бария - элементов с атомным весом, примерно вдвое меньшим, чем у урана.
Позже оказалось, что в результате деления ядра, инициированного нейтроном, возникают новые нейтроны, способные вызвать реакции деления других ядер. Продуктами деления ядер урана-235 могут быть и другие изотопы бария, ксенона, стронция, рубидия и т. д. Позже оказалось, что в результате деления ядра, инициированного нейтроном, возникают новые нейтроны, способные вызвать реакции деления других ядер. Продуктами деления ядер урана-235 могут быть и другие изотопы бария, ксенона, стронция, рубидия и т. д.
Этот процесс происходит с выделением энергии 200 МэВ =3, Дж. Энергия выделяется в виде:1. Ек осколков »2, Дж.2. Ек нейтронов »0, Дж.3. g - Излучения »0, Дж.4. b - Излучения. Этот процесс происходит с выделением энергии 200 МэВ =3, Дж. Энергия выделяется в виде:1. Ек осколков »2, Дж.2. Ек нейтронов »0, Дж.3. g - Излучения »0, Дж.4. b - Излучения. При полном делении всех ядер, содержащихся в 1 г урана, выделяется такая же энергия, как и при сгорании 3 т угля или 2,5 т нефти. При полном делении всех ядер, содержащихся в 1 г урана, выделяется такая же энергия, как и при сгорании 3 т угля или 2,5 т нефти.
Механизм деления Механизм деления Н. Бор, Я.И Френкель предложил капельную модель ядра атома. Она дает представление о ядре как о положительно заряженной капле жидкости. Ядро, поглотившее нейтрон, находится в возбужденном состоянии и подобно капле ртути при толчке начинает колебаться, изменяя свою форму. Когда энергия возбуждения станет больше энергии связи, то за счет кулоновских сил ядро разорвется на две части, которые разлетятся в противоположные стороны. Таким образом, кинетическая энергия новых ядер обусловливается кулоновскими силами. Н. Бор, Я.И Френкель предложил капельную модель ядра атома. Она дает представление о ядре как о положительно заряженной капле жидкости. Ядро, поглотившее нейтрон, находится в возбужденном состоянии и подобно капле ртути при толчке начинает колебаться, изменяя свою форму. Когда энергия возбуждения станет больше энергии связи, то за счет кулоновских сил ядро разорвется на две части, которые разлетятся в противоположные стороны. Таким образом, кинетическая энергия новых ядер обусловливается кулоновскими силами.
Цепная реакция деления ядер урана это реакция, в которой частицы (нейтроны), вызывающие эту реакцию, образуются в процессе деления ядра. Для осуществления ценной реакции пригодны лишь ядра U-235. Естественный уран состоит из U-235 (0,7%), U-238 (99,3%). Ядра U-235 делятся как быстрыми, так и медленными нейтронами, U- 238 только быстрыми с энергией 1 МэВ. Нейтронов с такой энергией при делении 60%, но только один из пяти производит деление. Цепная реакция деления ядер урана это реакция, в которой частицы (нейтроны), вызывающие эту реакцию, образуются в процессе деления ядра. Для осуществления ценной реакции пригодны лишь ядра U-235. Естественный уран состоит из U-235 (0,7%), U-238 (99,3%). Ядра U-235 делятся как быстрыми, так и медленными нейтронами, U- 238 только быстрыми с энергией 1 МэВ. Нейтронов с такой энергией при делении 60%, но только один из пяти производит деление.
Цепнную реакцию чистого изотопа U- 238 осуществить медленными нейтронами невозможно. Для ее течения необходимо, чтобы коэффициент размножения нейтронов был k ³ 1. В этом случае число нейтронов увеличивается или остается постоянным и цепнная реакция протекает. При k
Коэффициент размножения увеличивается при захвате медленных нейтронов ядром U- 235 или быстрых нейтронов ядрами U- 238 и U-235 с последующим делением, уменьшается при захвате нейтрона ядром без последующего деления, при вылете нейтрона из делящегося вещества, при захвате нейтрона продуктами деления, замедлителями и конструктивными элементами установки. Коэффициент размножения увеличивается при захвате медленных нейтронов ядром U- 235 или быстрых нейтронов ядрами U- 238 и U-235 с последующим делением, уменьшается при захвате нейтрона ядром без последующего деления, при вылете нейтрона из делящегося вещества, при захвате нейтрона продуктами деления, замедлителями и конструктивными элементами установки.
С целью уменьшения вылета нейтронов с куска урана увеличивают массу урана. Количество распавшихся ядер пропорционально массе урана, которая растет быстрее, чем площадь его поверхности, если форма урана с критической массой шарообразна. С целью уменьшения вылета нейтронов с куска урана увеличивают массу урана. Количество распавшихся ядер пропорционально массе урана, которая растет быстрее, чем площадь его поверхности, если форма урана с критической массой шарообразна. Минимальное значение массы урана, при которой возможна цепная реакция, называется критической массой. В зависимости от устройства установок и типа горючего критическая масса изменяется от 250г до сотен килограммов. Минимальное значение массы урана, при которой возможна цепная реакция, называется критической массой. В зависимости от устройства установок и типа горючего критическая масса изменяется от 250г до сотен килограммов. Существуют два вида ядерных реакций: неуправляемая ценная реакция и управляемая цепная реакция. Существуют два вида ядерных реакций: неуправляемая ценная реакция и управляемая цепная реакция. Устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер, называется ядерным (или атомным) реактором. Устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер, называется ядерным (или атомным) реактором. ядерным (или атомным) реактором. ядерным (или атомным) реактором. Неуправляемая ядерная реакция возникает в атомных бомбах Неуправляемая ядерная реакция возникает в атомных бомбах
КОНЕЦ КОНЕЦ