Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Урок+презентация по физике для 11 класса «Цепные ядерные реакции. Применение ядерной энергии»
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Урок+презентация по физике для 11 класса «Цепные ядерные реакции. Применение ядерной энергии»

Выбранный для просмотра документ Презентация к уроку Ядерные реакции.pptx

библиотека
материалов
Тема: Урок физики в 11 классе. Учитель: Коваль Н.А. Цепные ядерные реакции. П...
ЗАДАЧИ УРОКА: Рассмотреть условия для осуществления цепных ядерных реакций, у...
ПОВТОРИМ: Что называют ядерными реакциями? 	Ядерными реакциями называют измен...
Что называется энергетическим выходом ядерной реакции? Энергетическим выходо...
Деление ядер тяжелых элементов (удельная энергия связи этих ядер меньше удель...
ЗАПОМНИТЬ!
Типичной является следующая реакция ОСУЩЕСТВИТЬ ЦЕПНУЮ РЕАКЦИЮ МОЖНО И С ПОМ...
Реакция, одним из продуктов которой являются частицы ее вызывающие, называет...
Коэффициент размножения нейтронов определяется четырьмя фактами: Захватом мед...
Вывод: для осуществления цепной реакции необходимы следующие условия: - обога...
Ядерный реактор
Принцип действия атомной бомбы Применение ядерной энергии
ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ
78 150 убитых 13 983 пропавших без вести 9 428 тяжелораненых 27 997 легкоран...
«Я ни капли не горжусь проделанной нами работой. … Единственный смысл ее сос...
Игорь Васильевич Курчатов
27 июня 1954 года в Советском Союзе вступила в строй первая в мире атомная э...
«И ветры, и бури, и штормы, И Арктики льды, как гранит, Под флагом Отчизны лю...
"МИРНЫЕ ВЗРЫВЫ» Взрывы на выброс: создание каналов, водохранилищ, гаваней и...
ЗАКРЕПЛЕНИЕ Вычислите суточный расход урана в ядерном реакторе с тепловой мо...
ПРОКОММЕНТИРУЙТЕ РИСУНКИ
24 1

Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Тема: Урок физики в 11 классе. Учитель: Коваль Н.А. Цепные ядерные реакции. П
Описание слайда:

Тема: Урок физики в 11 классе. Учитель: Коваль Н.А. Цепные ядерные реакции. Применение ядерной энергии

№ слайда 2 ЗАДАЧИ УРОКА: Рассмотреть условия для осуществления цепных ядерных реакций, у
Описание слайда:

ЗАДАЧИ УРОКА: Рассмотреть условия для осуществления цепных ядерных реакций, устройство и принцип действия ядерного реактора. Отрабатывать умение объяснять энергетический выход ядерных реакций на основе графика зависимости удельной энергии связи от массового числа, умение работать с учебником. Воспитывать чувство гордости за отечественную науку, показать роль советских ученых в разработке данной проблемы Воспитывать у учащихся потребность проявлять активную жизненную позицию.

№ слайда 3 ПОВТОРИМ: Что называют ядерными реакциями? 	Ядерными реакциями называют измен
Описание слайда:

ПОВТОРИМ: Что называют ядерными реакциями? Ядерными реакциями называют изменения атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. Что называют энергией связи? Энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц. Что называют удельной энергией связи? Удельной энергией связи называют энергию связи, приходящуюся на один нуклон ядра.

№ слайда 4 Что называется энергетическим выходом ядерной реакции? Энергетическим выходо
Описание слайда:

Что называется энергетическим выходом ядерной реакции? Энергетическим выходом ядерной реакции называется разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции. Когда реакция идет с выделением энергии? Если кинетическая энергия ядер и частиц после реакции больше, чем до реакции, то говорят о выделении энергии. Каковы возможные пути высвобождения энергии ядра?

№ слайда 5 Деление ядер тяжелых элементов (удельная энергия связи этих ядер меньше удель
Описание слайда:

Деление ядер тяжелых элементов (удельная энергия связи этих ядер меньше удельной энергии связи элементов из средней части таблицы Менделеева) Слияние ядер легких элементов (удельная энергия связи вновь образованных элементов больше удельной энергии связи частиц, вступающих в связь)

№ слайда 6 ЗАПОМНИТЬ!
Описание слайда:

ЗАПОМНИТЬ!

№ слайда 7
Описание слайда:

№ слайда 8 Типичной является следующая реакция ОСУЩЕСТВИТЬ ЦЕПНУЮ РЕАКЦИЮ МОЖНО И С ПОМ
Описание слайда:

Типичной является следующая реакция ОСУЩЕСТВИТЬ ЦЕПНУЮ РЕАКЦИЮ МОЖНО И С ПОМОЩЬЮ ЯДЕР ПЛУТОНИЯ:

№ слайда 9 Реакция, одним из продуктов которой являются частицы ее вызывающие, называет
Описание слайда:

Реакция, одним из продуктов которой являются частицы ее вызывающие, называется ЦЕПНОЙ ЯДЕРНОЙ РЕАКЦИЕЙ. Коэффициентом размножения нейтронов называется отношение числа нейтронов в каком-либо поколении к числу нейтронов предыдущего поколения. Если К<1 – число нейтронов убывает и реакция невозможна; К =1 – идет стационарная реакция; К >1 – число нейтронов увеличивается, реакция идет в форме взрыва.

№ слайда 10 Коэффициент размножения нейтронов определяется четырьмя фактами: Захватом мед
Описание слайда:

Коэффициент размножения нейтронов определяется четырьмя фактами: Захватом медленных нейтронов ядрами урана с последующим делением; Захватом нейтронов ядрами урана без деления; Захватом нейтронов продуктами деления, замедлителем и конструктивными элементами установки; Вылетом нейтронов из делящегося вещества наружу.

№ слайда 11 Вывод: для осуществления цепной реакции необходимы следующие условия: - обога
Описание слайда:

Вывод: для осуществления цепной реакции необходимы следующие условия: - обогащение урана изотопом уран-235; наличие «критической» массы металлического урана (50 кг в форме шара радиусом 9 см.)

№ слайда 12 Ядерный реактор
Описание слайда:

Ядерный реактор

№ слайда 13
Описание слайда:

№ слайда 14 Принцип действия атомной бомбы Применение ядерной энергии
Описание слайда:

Принцип действия атомной бомбы Применение ядерной энергии

№ слайда 15 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ
Описание слайда:

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ

№ слайда 16
Описание слайда:

№ слайда 17 78 150 убитых 13 983 пропавших без вести 9 428 тяжелораненых 27 997 легкоран
Описание слайда:

78 150 убитых 13 983 пропавших без вести 9 428 тяжелораненых 27 997 легкораненых. Результаты взрыва первой атомной бомбы

№ слайда 18 «Я ни капли не горжусь проделанной нами работой. … Единственный смысл ее сос
Описание слайда:

«Я ни капли не горжусь проделанной нами работой. … Единственный смысл ее состоит в том, чтобы заставить человечество быть миролюбивым. Теперь невозможно представить себе что-нибудь другое, кроме мира. Но, к несчастью, всегда находится некто, кто не раздумывает…» В. Хидженботтэм, американский ученый, участник работ по созданию атомной бомбы.

№ слайда 19 Игорь Васильевич Курчатов
Описание слайда:

Игорь Васильевич Курчатов

№ слайда 20 27 июня 1954 года в Советском Союзе вступила в строй первая в мире атомная э
Описание слайда:

27 июня 1954 года в Советском Союзе вступила в строй первая в мире атомная электростанция мощностью 5000 кВт.

№ слайда 21 «И ветры, и бури, и штормы, И Арктики льды, как гранит, Под флагом Отчизны лю
Описание слайда:

«И ветры, и бури, и штормы, И Арктики льды, как гранит, Под флагом Отчизны любимой, Гигант ледокол победит … Путь добрый тебе, наш красавец, Свершение смелых идей! И атом нам служит для мира, Для счастья советских людей Атомный ледокол «Ленин» во льдах

№ слайда 22 &quot;МИРНЫЕ ВЗРЫВЫ» Взрывы на выброс: создание каналов, водохранилищ, гаваней и
Описание слайда:

"МИРНЫЕ ВЗРЫВЫ» Взрывы на выброс: создание каналов, водохранилищ, гаваней и т.д. Гашение мощных неуправляемых газовых и нефтяных фонтанов; Создание подземных хранилищ. Глубинное сейсмическое зондирование земной коры. (РОЯЦ ВНИИТФ, г. СНЕЖИНСК ).

№ слайда 23 ЗАКРЕПЛЕНИЕ Вычислите суточный расход урана в ядерном реакторе с тепловой мо
Описание слайда:

ЗАКРЕПЛЕНИЕ Вычислите суточный расход урана в ядерном реакторе с тепловой мощностью 3 ГВт. Сколько нефти потребовалось бы сжигать в сутки для получения такой же мощности?

№ слайда 24 ПРОКОММЕНТИРУЙТЕ РИСУНКИ
Описание слайда:

ПРОКОММЕНТИРУЙТЕ РИСУНКИ

Выбранный для просмотра документ Урок физики в 11 классе цепные ядерные реакции.doc

библиотека
материалов

Урок физики в 11 классе.

Тема: «Цепные ядерные реакции. Применение ядерной энергии»

Учитель Коваль Н.А.

Задачи:

1.Рассмотреть условия для осуществления цепных ядерных реакций,

устройство и принцип действия ядерного реактора.

2.Отрабатывать умение объяснять энергетический выход ядерных реакций на основе графика зависимости удельной энергии связи от массового числа.

3. показать роль советских ученых в разработке данной проблемы.

Содержание урока.

Повторение ранее изученного материала (фронтальный опрос)

  1. Что называется ядерными реакциями?

  2. Условия для осуществления ядерной реакции.

  3. Почему 1932 год считают началом нового этапа в развитии ядерной физики?

  4. Каковы преимущества нейтронов?

  5. Что называют энергией связи атомного ядра? Удельной энергией связи?

  6. Что называют энергетическим выходом ядерной реакции?

  7. Когда реакция идет с выделением энергии?

  8. Каковы возможные пути высвобождения энергии ядра?

  9. Используйте график зависимости удельной энергии связи от массового числа.


Изучение нового материала.

Открытие деления ядер урана: работы Э. Ферми, Ф. Жолио-Кюри, О. Гана, Ф. Штрассмана, Л. Мейтнер).

Выводы:

1) ядро атома урана при бомбардировке нейтронами распадается на осколки;

2)это возможно потому, что масса покоя ядра урана больше суммы масс покоя осколков, возникающих при делении. Из-за этого происходит выделение энергии, эквивалентной уменьшению массы покоя. Однако полная масса сохраняется, т.к. масса движущихся осколков превышает их массу покоя. К такому же выводу приводит и анализ графика зависимости удельной энергии связи от массового числа.

3) реакция сопровождается выделением огромной энергии. К такому выводу пришел Ф. Жолио-Кюри («Ядро распадается не как-нибудь…»).

2. Механизм деления ядра.

Самостоятельная работа с учебником стр. 207, беседа по прочитанному.

  1. Цепная реакция (объяснение материала учителем с элементами беседы)

Масса каждого осколка деления составляет примерно половину массы атома урана.



Типичной является следующая реакция:hello_html_m53d4ecad.gif

hello_html_406f4ccb.gif

Вопрос учащимся: правильно ли записана реакция? Какие законы используем для проверки?

Вывод: реакция должна сопровождаться выделением 2-3 нейтронов и200 МэВ энергии. Каждый из нейтронов, вылетающих из ядра в процессе деления может вызвать в свою очередь деление соседнего ядра, которое также испускает нейтроны. В результате число делящихся ядер быстро возрастает. Реакция вызывается нейтронами и в результате этой реакции также образуются нейтроны.

Запись в тетради: реакция, в которой частицы, вызывающие ее, образуются как продукт этой реакции, называется цепной ядерной реакцией. («Открытая физика», ч.2,

цепная реакция).

При делении 1 ядра выделяется 200 МэВ энергии, а при полном делении всех ядер в 1 грамме урана выделяется столько энергии, сколько при сгорании 3 тонн угля или 2,5 тонн нефти

Проблема: почему кусок урана при облучении его нейтронами не взрывается? Как осуществить цепную реакцию? Какие условия для этого необходимы?

    1. что нужно для начала реакции? (ответ: нейтрон и уран).

Где взять первый нейтрон, ту «спичку», которая вызовет «ядерный пожар»?.

1940 г. Работа Флерова Г.Н. и Петржака К.А.

2) любые ли ядра урана будут делиться под действием нейтронов?

(изотопы урана)

3) как велика должна быть масса урана?

(Работы Зельдовича и Харитона в1940 г.)

Вывод: для осуществления цепной реакции необходимы следующие условия:

  1. обогащение урана изотопом уран-235;

  2. наличие «критической» массы металлического урана (50 кг в форме шара радиусом 9 см.)

  3. замедление нейтронов (работа группы «мальчуганов» под руководством Э. Ферми).

Для осуществления цепной реакции необязательно, чтобы каждый новый нейтрон вызывал деление ядра, достаточно, чтобы среднее число выделяющихся нейтронов не уменьшалось. Тогда коэффициент размножения нейтронов будет не меньше 1.

Запись в тетради: Коэффициентом размножения нейтронов называется отношение числа нейтронов в каком-либо поколении к числу нейтронов предыдущего поколения.

Если К<1 – реакции нет,

К =1 – идет стационарная реакция,

К >1 – реакция идет в форме взрыва.

Осуществить цепную реакцию можно и с помощью ядер плутония.

hello_html_4667188e.gifhello_html_mffff384.gif

(Т=2 дня)

(Т=24000 лет)

hello_html_m481de79c.gif (Т=23 мин)

Для практического использования ядерной энергии служит управляемая цепная реакция. Для ее осуществления необходимо специальное устройство, называемое ядерным реактором. («Открытая физика», ч.2- ядерный реактор).

Рассказ учителя о работе ученых по созданию ядерного реактора в Чикаго

Под руководством Э.Ферми (Ю.А. Корякин «Биография атома»)

Первый реактор запущен 2 декабря 1942 г. Предназначен он был для создания

атомной бомбы.

Трагедия Хиросимы и Нагасаки (из воспоминания очевидцев событий )

hello_html_2f82e01b.png



Вот результаты взрыва первой бомбы:

78 150 убитых,

13 983 пропавших без вести,

9 428 тяжелораненых, 27997 легкораненых.


« Я ни капли не горжусь проделанной нами работой… Единственный смысл ее состоит в том, чтобы заставить человечество быть миролюбивым. Теперь невозможно представить себе что-нибудь другое, кроме мира. Но,к несчастью, всегда находится некто, кто не раздумывает…»-. Хидженботтэм, американский ученый, участник работ по созданию атомной бомбы.

В Советском Союзе работа по созданию ядерного реактора велась на Урале под руководством И.В Курчатова.

hello_html_5d476888.png

Несмотря на трудные военные годы, советское правительство предоставило всю возможную помощь ученым. В короткий срок промышленность страны, несмотря на большую загрузку военными заказами, изготовила все необходимые материалы и оборудование. В декабре 1946 года ядерный реактор был запущен.

Итак, две грандиозные по размаху и трудности работы были закончены. Одна в Америке, другая в Советском Союзе. Обе они привели к осуществлению цепной реакции. Но какие разные у них были конечные цели!

Финалом американских работ была гибель двух больших японских городов. Разброд, уныние и раскаяние царили среди американских ученых-атомников. Во весь рост перед ними встал вопрос :что же дальше? Продолжать совершенствовать ядерное оружие, создавать еще более ужасные средства уничтожения людей? Другими словами, стать безропотными исполнителями злой воли, участниками подготовки к уничтожению материальных и духовных ценностей человечества в ядерной войне? Может ли быть что-нибудь страшнее для ученого-творца этих ценностей!

Другой финал у нас. У советских ученых осуществление цепной реакции было лишь этапом на пути к конечной цели. Эта цель- мирное применение атомной энергии. Колоссальная энергия, выделяющаяся при цепной реакции, должна быть использована для блага человека. А раз так, нужно, засучив рукава, приступать к осуществлению следующей задачи – энергетическому использованию цепной реакции, т.е. строить атомную электростанцию (Физика. Библиотека наглядных пособий. Атомная электростанция). Эта задача была решена 27 июня 1954 года в Советском Союзе была введена в строй атомная электростанция полезной мощностью 5000 киловатт.

hello_html_m3bbab561.png

12 сентября 1959 года был спущен на воду необычный корабль – атомный ледокол «Ленин». Для приведения в действие его турбин также была использована атомная энергия.

hello_html_7934b236.png

И ветры, и бури, и штормы,

И Арктики льды, как гранит,

Под флагом Отчизны любимой,

Гигант ледокол победит …

Путь добрый тебе, наш красавец,

Свершение смелых идей!

И атом нам служит для мира,

Для счастья советских людей».

В настоящее время «мирный атом приобрел еще много профессий (рассказ о работе ученых ВФЯЦ г. Снежинск)

hello_html_7695bf09.pnghello_html_7695bf09.png


3. Закрепление изученного материала (фронтально)

1) Цепная ядерная реакция, условия для ее осуществления.

2) Вклад советских ученых в разработку данной проблемы.

3) Устройство и принцип действия ядерного реактора.

4) Использование ядерной энергии.

5) Вычислите суточный расход урана в ядерном реакторе с тепловой мощностью 3 ГВт. Сколько нефти потребовалось бы сжигать в сутки для получения такой же мощности?

Подведение итога урока

Домашнее задание: п. 108-110.



Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Краткое описание документа:

Урок по физике для 11 класса «Цепные ядерные реакции. Применение ядерной энергии» Урок изучения нового материала. В ходе урока рассматривается история открытий, приведших к созданию ядерного реактора и осуществлению цепной ядерной реакции.   Одновременно с изучением нового материала идет повторение законов сохранения электрического заряда, массы, повторяются условия выделения энергии в ядерных реакциях. Огромное значение для воспитания учащихся представляет материал по практическому использованию энергии атома: предлагаются два финала работы ученых: В США и СССР. Изучение материала сопровождается презентацией.
Автор
Дата добавления 10.04.2014
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров3581
Номер материала 65442041022
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх