Инфоурок Физика ПрезентацииПрезентация на тему: "Ядерные реакции"

Презентация на тему: "Ядерные реакции"

Скачать материал
Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

  • Ядерная реакция — это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или...

    1 слайд

    Ядерная реакция — это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ-квантов.

  • Ядерные реакции происходят, когда частицы вплотную приближаются
к ядру и попа...

    2 слайд

    Ядерные реакции происходят, когда частицы вплотную приближаются
    к ядру и попадают в сферу действия ядерных сил.

  • ПротоныДейтроныПоложительно заряженные частицы, которым с помощью ускорителя...

    3 слайд

    Протоны
    Дейтроны
    Положительно заряженные частицы, которым с помощью ускорителя сообщается кинетическая энергия
    α-частицы

  • Для осуществления ядерных реакций такой метод гораздо эффективнее, чем исполь...

    4 слайд

    Для осуществления ядерных реакций такой метод гораздо эффективнее, чем использование ядер гелия, испускаемых радиоактивными элементами.

  • Преимущества использования ускорителя 
для сообщения энергии частицамС помощь...

    5 слайд

    Преимущества использования ускорителя
    для сообщения энергии частицам
    С помощью ускорителей частицам может быть сообщена
    E ≈ 105 МэВ, т.е. гораздо большая той, которую имеют
    α-частицы (max = 9 МэВ).
    Можно использовать протоны, которые в процессе радиоактивного распада не появляются.
    Можно ускорить ядра более тяжёлые, чем ядра гелия.

  • Джон Кокрофт
1897–1967 г.Эрнест Томас Синтон Уолтон
1903–1995 гг.В 1932 году...

    6 слайд

    Джон Кокрофт
    1897–1967 г.
    Эрнест Томас Синтон Уолтон
    1903–1995 гг.
    В 1932 году провели первое ядерное превращение
    с помощью искусственно разогнанных протонов: мишенью служило ядро атома лития — самого лёгкого элемента после водорода и гелия.
     

  • Игорь Васильевич 
Курчатов
1903–1960 г.Кирилл Дмитриевич Синельников
1901–196...

    7 слайд

    Игорь Васильевич
    Курчатов
    1903–1960 г.
    Кирилл Дмитриевич Синельников
    1901–1966 гг.
    Отечественные физики-атомщики.
    Вскоре после кембриджских учёных и независимо от них обнаружили ту же реакцию, первыми дали вероятное объяснение процесса.
     

  • Реакция превращения атома лития в атом гелия

    8 слайд

    Реакция превращения атома лития в атом гелия

  • НейтронСущественным прорывом в области физики было открытие нейтрона.

    9 слайд

    Нейтрон
    Существенным прорывом в области физики было открытие нейтрона.

  • Наблюдается следующая реакция при взаимодействии алюминия с нейтроном. 

    10 слайд

    Наблюдается следующая реакция при взаимодействии алюминия с нейтроном.
     

  • Энрико Ферми
1901–1954 гг. Великий итальянский физик. Первым начал изучать ре...

    11 слайд

    Энрико Ферми
    1901–1954 гг.
    Великий итальянский физик. Первым начал изучать реакции, вызываемые нейтронами. Он обнаружил, что ядерные превращения обусловлены не только быстрыми, но и медленными нейтронами.

  • ВодаOHHДля уменьшения скоростей нейтронов применяют воду, так как в воде есть...

    12 слайд

    Вода
    O
    H
    H
    Для уменьшения скоростей нейтронов применяют воду, так как в воде есть большое число ядер атома водорода, масса которых практически такая же как и масса нейтронов.

  • Проводимые реакции очень разнообразны. И так как ядро не способно оттолкнуть...

    13 слайд

    Проводимые реакции очень разнообразны. И так как ядро не способно оттолкнуть нейтрон, здесь можно говорить о различных превращениях.

  • Ядерные превращения, приводящие
к испусканию радиоактивных излученийСхема реа...

    14 слайд

    Ядерные превращения, приводящие
    к испусканию радиоактивных излучений
    Схема реакции деления ядра

  • Отто Ган
1879–1968 г.Фриц Штрассман
1902–1980 гг.Немецкие учёные. 
В конце 19...

    15 слайд

    Отто Ган
    1879–1968 г.
    Фриц Штрассман
    1902–1980 гг.
    Немецкие учёные.
    В конце 1938 года открыли деление ядер урана. Они установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы — радиоактивные изотопы бария (Z = 56), криптона (Z = 36) и др.

  • Лиза Мейтнер
1878–1968 г.Отто Роберт Фриш
1904–1979 гг.Объяснили появление эт...

    16 слайд

    Лиза Мейтнер
    1878–1968 г.
    Отто Роберт Фриш
    1904–1979 гг.
    Объяснили появление этих элементов распадом ядер урана, захватившего нейтрон, на две примерно равные части.

  • Деление ядра урана-235Осколки деления ядра

    17 слайд

    Деление ядра урана-235
    Осколки деления ядра

  • U235 (0,7%)U238 (99,3%)Изотопы уранаРеакция деления
наиболее интенсивно идёт...

    18 слайд

    U235 (0,7%)
    U238 (99,3%)
    Изотопы урана
    Реакция деления
    наиболее интенсивно идёт на медленных (тепловых) нейтронах.
    Ядра вступают
    в реакцию деления только с быстрыми нейтронами
    с энергией порядка
    1 МэВ.

  • Деление ядра урана-235

    19 слайд

    Деление ядра урана-235

  • Деление ядра урана-235

    20 слайд

    Деление ядра урана-235

  • Деление ядра урана-235

    21 слайд

    Деление ядра урана-235

  • Деление ядра урана-235скорости
света1/30

    22 слайд

    Деление ядра урана-235
    скорости
    света
    1/30

  • Продуктами деления ядер U235 могут быть и другие изотопы бария, ксенона, стро...

    23 слайд

    Продуктами деления ядер U235 могут быть и другие изотопы бария, ксенона, стронция, рубидия и т.д.

  • кинетическая энергия, выделяющаяся при делении одного ядра урана200 МэВОценку...

    24 слайд

    кинетическая энергия, выделяющаяся при делении одного ядра урана
    200 МэВ
    Оценку выделяющейся при делении ядра энергии можно сделать с помощью удельной энергии связи нуклонов в ядре.

  • Фундаментальный факт ядерного деления — испускание в процессе деления 2–3 ней...

    25 слайд

    Фундаментальный факт ядерного деления — испускание в процессе деления 2–3 нейтронов.
    n
    n
    n
    n

  • Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева

    26 слайд

    Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева

  • Энергия имеет различные значения — от нескольких млн эВ до совсем малых, близ...

    27 слайд

    Энергия имеет различные значения — от нескольких млн эВ до совсем малых, близких к 0.
    n
    n
    n
    n
    E

  • Массы осколков отличаются примерно в 1,5 раза.

    28 слайд

    Массы осколков отличаются примерно в 1,5 раза.

  • В результате серии последовательных β-распадов в конце концов получаются стаб...

    29 слайд

    В результате серии последовательных β-распадов в конце концов получаются стабильные изотопы.

Краткое описание документа:

Ядерные реакции. Деление ядер урана

Ядерная реакция – это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ-квантов.

Ядерные реакции происходят, когда частицы вплотную приближаются к ядру и попадают в сферу действия ядерных сил. Одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга. Поэтому сближение положительно заряженных частиц с ядрами (или ядер друг с другом) возможно, если этим частицам (или ядрам) сообщена достаточно большая кинетическая энергия. Эта энергия сообщается протонам, ядрам дейтерия — дейтронам,-частицам и другим более тяжелым ядрам с помощью ускорителей.

Для осуществления ядерных реакций такой метод гораздо эффективнее, чем использование ядер гелия, испускаемых радиоактивными элементами. Во-первых, с помощью ускорителей частицам может быть сообщена энергия порядка 105 МэВ, т. е. гораздо большая той, которую имеют -частицы (максимально 9 МэВ). Во-вторых, можно использовать протоны, которые в процессе радиоактивного распада не появляются (это целесообразно потому, что заряд протонов вдвое меньше заряда-частиц, и поэтому действующая на них сила отталкивания со стороны ядер тоже в 2 раза меньше). В-третьих, можно ускорить ядра более тяжелые, чем ядра гелия.

Ученикам Резерфорда, Кокрофту и Уолтону, в 1932 году удалось провести первое ядерное превращение с помощью искусственно разогнанных протонов: мишенью служило ядро атома лития - самого легкого элемента после водорода и гелия.

Путем такого обстрела литий превратился в гелий. Отечественные физики-атомщики И.В. Курчатов и Н.Н. Синельников, которые вскоре после кембриджских ученых и независимо от них обнаружили ту же реакцию, первыми дали вероятное объяснение процесса. Сенсационная пресса видела в "разрушении" лития дальнейший шаг к подчинению атомных сил человеку и связывала с этим самые отважные фантазии: боевой корабль с несколькими граммами лития в качестве топлива сможет пересечь Атлантику. Специалисты рассматривали этот эксперимент гораздо более трезво. Превращение атома лития идет с ничтожным выходом. Нужно ускорить миллионы протонов, чтобы произошло одно-единственное столкновение.

Существенным прорывом в области физики было открытие нейтрона.

Так как нейтроны не имеют заряда, то они беспрепятственно проникают в атомные ядра и вызывают их изменения. Например, наблюдается следующая реакция при взаимодействии алюминия с нейтроном.

Великий итальянский физик Энрико Ферми первым начал изучать реакции, вызываемые нейтронами. Он обнаружил, что ядерные превращения обусловлены не только быстрыми, но и медленными нейтронами. Причем эти медленные нейтроны оказываются в большинстве случаев даже гораздо более эффективными, чем быстрые. Поэтому быстрые нейтроны целесообразно предварительно замедлять.

Для уменьшения скоростей нейтронов применяют воду, так как в воде есть большое число ядер атома водорода, масса которых практически такая же как и масса нейтронов.

После центрального упругого соударения нейтрон полностью передает кинетическую энергию протону.

Проводимые реакции очень разнообразны. И так как ядро не способно оттолкнуть нейтрон, здесь можно говорить о различных превращениях.

В отличие от радиоактивного распада ядер, сопровождающегося испусканием α - или β- частиц, реакции деления – это процесс, при котором нестабильное ядро делится на два крупных фрагмента сравнимых масс.

В конце 1938 года немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана. Продолжая исследования, начатые Ферми, они установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы – радиоактивные изотопы бария (Z = 56), криптона (Z = 36) и др.

Правильное толкование этому факту дали австрийский физик Л. Мейтнер и английский физик О. Фриш. Они объяснили появление этих элементов распадом ядер урана, захватившего нейтрон, на две примерно равные части. Это явление получило название деления ядер, а образующиеся ядра — осколков деления.

Уран встречается в природе в виде двух изотопов: U235(99,3 %) и U238 (0,7 %). При бомбардировке нейтронами ядра обоих изотопов могут расщепляться на два осколка. При этом реакция деления U235 наиболее интенсивно идет на медленных (тепловых) нейтронах, в то время как ядра U238 вступают в реакцию деления только с быстрыми нейтронами с энергией порядка 1 МэВ.

Рассмотрим на примере деления ядра

урана-235. Он представляет собой шар. После того, как ядро поглотило один свободный нейтрон, наблюдается возбуждение, в результате чего ядро начинает испытывать деформацию и постепенно вытягивается (смотрите рисунок 13.14 б).

Разрыв двух половинок произойдет тогда, когда силы отталкивания между двумя частями ядра станут намного больше сил притяжения, которые действуют в центральной части разрыва (рисунок 13.14 в).

Как следствие, мы получаем две половинки (смотрите рисунок 13.14 г).

Под действием кулоновских сил отталкивания эти осколки разлетаются со скоростью, равной 1/30 скорости света.

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. Кинетическая энергия, выделяющаяся при делении одного ядра урана, огромна – порядка 200 МэВ. Оценку выделяющей при делении ядра энергии можно сделать с помощью удельной энергии связи нуклонов в ядре.

Фундаментальный факт ядерного деления — испускание в процессе деления двух-трех нейтронов. Именно благодаря этому оказалось возможным практическое использование внутриядерной энергии.

Понять, почему происходит испускание свободных нейтронов, можно исходя из следующих соображений. Известно, что отношение числа нейтронов к числу протонов в стабильных ядрах возрастает с повышением атомного номера. Поэтому у возникающих при делении осколков относительное число нейтронов оказывается большим, чем это допустимо для ядер атомов, находящихся в середине таблицы Менделеева. В результате несколько нейтронов освобождается в процессе деления. Их энергия имеет различные значения — от нескольких миллионов электрон-вольт до совсем малых, близких к нулю.

Если говорить об осколках, которые образуются, то их массы отличаются примерно в 1,5 раза. В следствие того, что осколки имеют в своем распоряжении лишние нейтроны, они являются радиоактивными.

В результате серии последовательных-распадов в конце концов получаются стабильные изотопы.

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 102 041 материал в базе

Материал подходит для УМК

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 13.04.2018 1521
    • PPTX 9.3 мбайт
    • 28 скачиваний
    • Рейтинг: 5 из 5
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Магомедов Абдул Маграмович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Магомедов Абдул Маграмович
    Магомедов Абдул Маграмович
    • На сайте: 8 лет
    • Подписчики: 62
    • Всего просмотров: 2480621
    • Всего материалов: 1480

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой