Ланцюгова ядерна реакція. Ядерний реактор

Ланцюгова ядерна реакція. Ядерний реактор. Урок 53 Фізика 9 клас

Дайте відповіді на запитання. З яких частинок складається атом?Які сили “утримують” нуклони у ядрі?Що таке ядерні реакції?

“Атомне століття”«... Попередні епохи отримали назву від певних матеріалів: була доба кам’яна, бронзова, залізна. Але жодної з них не було б, якби людина не знала вогню. Справжнє багатство світу — його енергія», — писав англійський радіохімік, лауреат Нобелівської премії Фредерік Содді (1877–1956) у своїй книзі «Матерія та енергія». ХХ ст. можна сміливо назвати атомним, адже саме в цьому столітті людина відкрила й почала приборкувати енергію атомного ядра.

Поділ важких ядер. Отто Ган(1879–1968)Фріц Штрасман(1902–1980)Наприкінці 1938 р. німецькі радіохіміки Отто Ган і Фріц Штрасман проводили досліди з опроміненням урану нейтронами. На превеликий подив учених, у ході дослідів було виявлено барій та деякі інші елементи середньої частини Періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва.

Поділ важких ядер. Отто Фріш (1904–1979)Ліза Мейтнер (1878–1968)Пояснюючи результати експерименту австралійський радіохімік Ліза Мейтнер і англійський фізик Отто Фріш дійшли висновку, що ядро Урану (важке ядро), поглинаючи нейтрон, «лускає» — розпадається на більш легкі ядра.

Поділ важких ядер. Розщеплення ядра — поділ важкого атомного ядра на два (рідше три) ядра, які називають осколками поділу.

Ланцюгова ядерна реакція. Ланцюгова ядерна реакція супроводжується виділенням величезної кількості енергії. Під час поділу одного ядра Урану виділяється лише 3,210−11 Дж енергії, проте якщо розпадуться всі ядра, що містяться, наприклад, в одному молі урану (235 г Урану; 6,021023 ядер), енергія, яка виділиться, дорівнюватиме приблизно 19,21012 Дж. Стільки ж енергії виділиться, якщо спалити, наприклад, 450 т нафти.

Ядерний реактор. Ядерний реактор — пристрій, призначений для здійснення керованої ланцюгової реакції поділу, яка завжди супроводжується виділенням енергії.

Будова і принцип роботи ядерного реактора

Ядерна енергія. Внаслідок поділу важких ядер утворюються елементи середньої частини періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва і виділяється енергія. Цю енергію називають ядерною, адже вона «схована» в ядрі атома.

Термоядерний синтез. Реакцію злиття легких ядер у більш важкі, яка відбувається за дуже високих температур (понад 107 °С) і супроводжується виділенням енергії, називають термоядерним синтезом.

Дайте відповіді на запитання. Які процеси відбуваються внаслідок поглинання нейтрона ядром Урану?Опишіть механізм ланцюгової ядерної реакції. Які перетворення енергії відбуваються в ядерних реакторах? Як працює атомна електростанція? Який процес називають термоядерним синтезом? Звідки «беруть» енергію зорі?

Учимося розв’язувати задачіЗадача. Визначте масу Урану-235, яку витрачає за добу реактор атомної електростанції, якщо вихідна електрична потужність відповідного блока електростанції становить 1000 МВт, а його ККД — 30 %. Маса одного ядра Урану-235 дорівнює 3,9 · 10–25 кг, а під час кожного поділу виділяється 3,2 · 10–11 Дж енергії.

Розв’язування задач. Потужність реактора атомного криголама — 80 000 к. Вт. Споживання реактором Урану-235 становить 500 г на добу. Визначте ККД реактора.

Домашнє завдання. Вивчити: § 26 Впр. 26 (2)Підготувати коротку доповідь на тему “Ядерна енергія – добро чи зло?”