Министерство образования и науки Российской Федерации Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Факультет управления и экономики высоких. - презентация

1 Министерство образования и науки Российской Федерации Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Факультет управления и экономики высоких технологий Институт международных отношений Деление ядер Подготовила: студентка 2 курса, группы У01-04 Олейник Алёна Михайловна

2 План презентации 1.Определение 2.Краткая история открытия 3.Механизм деления 4.Капельная модель 5.Оболочечные поправки. Двугорбый барьер деления 6.Спонтанное деление 7.Стадии процесса деления 8.Энергия деления 9.Применение: ядерные реакторы, ядерное оружие 10.Ситуация на ЧАЭС

3 Краткая история открытия Последовательные открытия, приведшие к физическому объяснению явления: Капельная модель ядра и составное ядро: Нильс Бор, Яков Френкель и Джон Уилер Икусственная радиоактивность: Ирен Кюри, Фредерик Жолио Деление ядер: Отто Ган и Фриц Штрассман Физическое объяснение: Отто Фриш и Лиза Мейтнер Отто Фриш и Лиза Мейтнер

4 Деление ядра процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления. Изменение формы ядра в процессе деления

5 В результате деления Деление Деление тяжёлых ядер высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения. Источник ядерного оружия и источник энергии в ядерных реакторах Легкие ядра (альфа-частицы) НейтроныГамма-кванты СпонтанноеВынужденное

6 Механизм деления U > Σ m осколков деления Где U – потенциальная энергия начального состояния Наибольшую устойчивость имеют ядра с А = , т.е. находящиеся в середине периодической таблицы Капельная модель деления ядер

7 Капельная модель Нильс Бор и Джон Уилер Формула Вайцзеккера E связи (A,Z) = a 1 A - a 2 A 2/3 - a 3 Z 2 /А 1/3 - a 4 (A/2 - Z) 2 /A + a 5 A -3/4 a1 = МэВ; a2 = 17.8 МэВ; a3 = 0.71 МэВ; a4 = 94.8 МэВ Фотография делящейся капли воды Инерционное движение капли воды на горячей поверхности

8 Двугорбый барьер деления Оболочечные поправки Модель ОП объясняет ассиметрию масс осколков деления Потенциальный барьер препятствует самопроизвольному делению ядер (Q>H) Влияние оболочечных эффектов (особенно на деление тяжелых ядер)

9 Спонтанное деление С точки зрения классической физики невозможно Z 2 /A < 49 Осколки деления Осколки при делении В результате деления - 200МэВ энергии, 80% - энергия осколков

10 Стадии процесса деления Условное схематическое изображение стадий процесса деления (r расстояние между образовавшимися ядрами, t время протекания стадий)

11 Энергия деления Выделяется ~ 200 МэВ, кинетическая энергия осколков деления – более 80% Энергия осколков деления превращается в тепло почти немедленно ~5 % всей энергии деления уносится с антинейтрино и не может быть использовано Антинейтрино – элементарная частица, составляет пару нейтрино (нейтральный лептон с полуцелым спином, участвующий только в слабом и гравитационном взаимодействиях)

12 Применение Ядерный реактор – устройство, в котором происходит цепная реакция «Чикагская поленница-1» год, Чикаго, США. Ферми Ф1, 1942 год, Москва, СССР. Курчатов Ам-1, 1954 год, Обнинск, СССР Страны-лидеры: США (101,2 млн кВт) Япония (47,3 млн кВт) Франция (63,2 млн кВт) Россия (23,1 млн к Вт)

13 Ядерное оружие – оружие массового поражения взрывного действия 1945 год, 6 и 9 августа, бомбы «Малыш» и «Толстяк» Страны-лидеры по количеству боеголовок: Россия, США, Великобритания, Франция, Китай Трагедия Нагасаки

14 Заключение Катастрофа ЧАЭС. Что произошло? Цепная реакция – распад тяжелых ядер (урана-235) на ядра более легких элементов, сопровождающийся вылетом свободных нейтронов, которые, сталкиваясь с тяжелыми ядрами, стимулируют их распад, при котором вновь выделяются нейтроны 26 апреля 1986 года, в 01:23:46 – взрыв на ЧАЭС

15 Спасибо за внимание!