Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Математика / Другие методич. материалы / Учебный элемент по физике на тему: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Учебный элемент по физике на тему: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

  • Математика

Поделитесь материалом с коллегами:


hello_html_m158c080.jpg


УЧЕБНЫЙ ЭЛЕМЕНТ



"Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"


Наименование:


hello_html_729f1a2c.png



Профессия: автомеханик


Отрасль: транспорт


Работу выполнила: Ведринцева Олеся Сергеевна



02-125



hello_html_m158c080.jpg

Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

1



Цель:


Изучив данный элемент, Вы сможете:

  1. Узнать новые физические процессы  и явления.

  2. Рассмотреть различные условия использования энергии ядерных реакций.

  3. Выяснить физическую природу ядерного взрыва.

  4. Изучить поражающие факторы ядерного оружия, их последствия и средства защиты.




Необходимые оборудования, материалы и вспомогательные средства:


Наименование/ Описание

Количество

Учебники Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев Физика 11 класс.

Тестовые задания

25


25






Литература: учебник Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев Физика 11 класс - Просвещение, 2007г.















hello_html_m158c080.jpg

Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

2




Виды радиоактивности:

Естественная радиоактивность - радиоактивность, наблюдаемая у неустойчивых изотопов, существующих в природе. У больших ядер нестабильность возникает вследствие конкуренции между притяжением нуклонов ядерными силами и кулоновским отталкиванием протонов. Не существует стабильных ядер с зарядовым числом Z > 83 и массовым числом A > 209.

Искусственная радиоактивность - радиоактивность изотопов, полученных искусственно при ядерных реакциях.

Ядерные реакции.

Ядерная реакцияэто процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ-кванто

Пhello_html_349a4d23.pngервая ядерная реакция была осуществлена Э. Резерфордом в 1919 году в опытах по обнаружению протонов в продуктах распада ядер.






hello_html_5b2de792.png















hello_html_m158c080.jpg

Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

3




Энергетический выход ядерной реакции.

  • Энергетическим выходом ядерной реакции называется величина
    Q = (MA + MB – MC – MD)c2 = ΔMc2.

где MA и MB – массы исходных продуктов, MC и MD – массы конечных продуктов реакции. Величина ΔM называется дефектом масс. Ядерные реакции могут протекать с выделением (Q > 0) или с поглощением энергии (Q < 0).

  • Для того чтобы ядерная реакция имела положительный энергетический выход, удельная энергия связи нуклонов в ядрах исходных продуктов должна быть меньше удельной энергии связи нуклонов в ядрах конечных продуктов. Это означает, что величина ΔM должна быть положительной.

Деление тяжелых ядер.

  • В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана.

  • Кинетическая энергия, выделяющаяся при делении одного ядра урана, огромна – порядка 200 МэВ.

  • 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.

hello_html_m593b788c.png





Зhello_html_ma4ce4b3.gifависимость энергии связи от массового числа.
















hello_html_m158c080.jpg


Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

4


Важную информацию о свойствах ядер содержит зависимость удельной энергии связи от массового числа А. Удельной энергией связи называют энергию связи, приходящуюся на 1 нуклон ядра. Из рисунка хорошо видно, что, не считая самых лёгких ядер, удельная энергия связи примерно постоянна и равна 8 МэВ/нуклон. Максимальную удельную энергию связи (8,6 МэВ/нуклон) имеют элементы с массовыми числами от 50 до 60, т. е. железо и близкие к нему по порядковому номеру элементы. Ядра этих элементов наиболее устойчивы

Пhello_html_m717ad97d.pngри делении ядра урана-235, которое вызвано столкновением с нейтроном, освобождается 2 или 3 нейтрона, способных вызвать новые распады ядер урана и т. д. Такой лавинообразный процесс называется цепной реакцией.

Коэффициент размножения нейтронов (k) -отношение числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении.

Если k=1, число нейтронов сохраняется неизменным и реакция протекает стационарно.

При k>1 число нейтронов лавинообразно растет, что приводит к неуправляемой цепной реакции- ядерному взрыву.

Использование энергии деления ядра.

hello_html_m7d5a8102.png





В мирных целях








hello_html_m2daf7137.png

hello_html_m158c080.jpg

Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

5





В военных целях










hello_html_maaac549.png






Контроль радиоактивности




Ядерное оружие.

Пhello_html_7b317910.jpgервая атомная бомба была испытана в США в штате Нью-Мексико в 1943г. При взрыве атомной бомбы температура в ее эпицентре достигает 100 млн К. При такой температуре резко повышается давление и возникает мощная разрушительная ударная волна. Продукты цепной реакции при взрыве радиоактивны. Взрыв сопровождается интенсивным световым излучением и мощной электромагнитной волной. Мощность ядерного взрыва составила 20 кт ( в тротиловом эквиваленте).


hello_html_m158c080.jpg

Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

6



Характеристика очага ядерного поражения.

  • Массовые разрушения, завалы.

  • Аварии в сетях коммунально-энергетического хозяйства.

  • Пожары.

  • Радиоактивное заражение.

  • Зhello_html_m31961410.jpgначительные потери населения.

Поражающие факторы ядерного оружия.

  • Ударная волна.

  • Световое излучение.

  • Проникающая радиация.

  • Радиоактивное заражение.

  • Электромагнитный импульс.

Ударная волна.

  • Основной поражающий фактор ядерного взрыва.

  • Ее источником является огромное давление, образующееся в центре взрыва и достигающее в первые мгновения миллиардов атмосфер.

Поражение людей ударной волной:

  • Избыточное давление 20-40 кПа-легкие поражения(ушибы, контузии).

  • Избыточное давление 40-60 кПа – поражения средней тяжести (потеря сознания, повреждение органов слуха, вывихи конечностей, кровотечения из носа и ушей).

  • Избыточное давление свыше 60 кПа - сильные контузии, переломы конечностей, поражение внутренних органов.

  • Избыточное давление свыше 100 кПа – крайне тяжелые поражения, нередко со смертельным исходом.

  • Защита – укрытия.

Электромагнитный импульс.

  • Электрические и магнитные поля, возникающие в результате воздействия гамма-лучей ядерного взрыва на атомы окружающей среды и образования в этой среде потока электронов и положительных ионов.



hello_html_m158c080.jpg

Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

7



Поражающие факторы электромагнитного импульса.

  • Повреждение радиоэлектронной аппаратуры.

  • Нарушение работы радио- и радиоэлектронных средств.

  • При разряде полей на человека (контакт с аппаратурой) может вызвать гибель.

  • Защита – укрытие.

Световое излучение.

  • Поток лучистой энергии, включающие ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи.

  • Источником является светящаяся область, образуемая раскаленными на миллионы градусов продуктами взрыва.

  • Распространяется мгновенно, длится до 20 секунд.

Поражающие факторы светового излучения.

  • Вызывает ожоги открытых участков тела (1,2,3,4 степени).

  • Поражает глаза.

  • Обугливает и воспламеняет различные материалы.

  • Вызывает пожары на больших расстояниях от эпицентра.

  • Защита – непрозрачные материалы, любая преграда, создающая тень.

Проникающая радиация.

  • Поток гамма-лучей и нейтронов. Длится 10-25 секунд.

  • Источником служат ядерные реакции, протекающие в боеприпасе в момент взрыва.

Поражающие факторы проникающей радиации.

  • Защита – укрытия.

  • Пhello_html_m321d044a.pngроходя через живую ткань, гамма-излучение и нейтроны ионизируют атомы и молекулы клеток, в результате чего нарушаются биологические функции клеток, органов и организма в целом, что приводит к возникновению лучевой болезни.



hello_html_m158c080.jpg

Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

8





Снижение интенсивности проникающего излучения.

  • В два раза ослабляют интенсивность гамма-лучей: сталь толщиной 2,8 см, бетон – 10 см, грунт – 14 см, древесина – 30 см.



Радиоактивное заражение.

  • Источник – продукты деления ядерного заряда и радиоактивные изотопы, образующиеся в результате воздействия нейтронов на материалы, из которых изготовлен ядерный боеприпас.

  • Наибольшая опасность в первые часы после выпадения осадков из радиоактивного облака, образующего радиоактивный след.



Бhello_html_m75474dd1.gifиологическое действие ионизирующих излучений:

- ионизация атомов и молекул вещества;

- переход атомов и молекул в возбуждённое состояние.



Доза поглощенного излучения – это отношение энергии ионизирующего излучения к массе облучаемого тела.

D=E/m

1 Гр=1 Дж/кг





hello_html_m158c080.jpg

Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

9



Эффекты различных доз радиоактивного излучения.

Поглощенная доза



Эффект



1-2 Гр



2-4 Гр



6-10 Гр



10-50 Гр



Случаи рвоты



от 5% до 50%



До 100 %



100 %



100 %

Через какое время



3 ч



2 ч



1 ч



1/3 ч

Поражение

Кроветворные ткани, костный мозг

Дополнительно ткани желудка

Критический период

-

4-6 нед.

4-6 нед.

5-14 дней

Прогноз

отличный

благоприят-ный

двойной

безнадежный

Это стоит запомнить!



Допустимая доза облучения



< 0,25 Гр

Доза облучения, вызывающая лучевую болезнь



1 - 6 Гр



Смертельная доза облучения



6 - 10 Гр




hello_html_m158c080.jpg

Учебный элемент

Наименование: "Искусственная радиоактивность. Ядерное оружие"

Профессия: автомеханик

Стр.

10


Проверка усвоения


Контрольные вопросы


Выберите правильный ответ.


1.Естественное β - излучение представляет собой поток:

A электронов; B протонов; C ядер атомов гелия; D квантов э/м излучения

2. Допустимая доза облучения:

A 1-6 Гр B < 1 Гр C 6-10 Гр D =1 Гр

3. Какой вид ионизирующих излучений из перечисленных ниже, наиболее опасен при внутреннем облучении организма человека?

A α- излучение B гамма излучение C поток нейтронов D поток протонов

4. При каких условиях возникает неуправляемая цепная реакция?

A k=1 B k<1 C k>1 D k=0

5. При каких условиях происходит цепная управляемая ядерная реакция?

A k=1 B k<1 C k>1 D k=0

6.Доза поглощенного излучения измеряется в :

A Джоулях B Радианах C Греях D Рентгенах







hello_html_m6c9dcfcc.png

Автор
Дата добавления 15.11.2015
Раздел Математика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров126
Номер материала ДВ-159985
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