Презентація "Ядерні реакції"

Ядерні реакції. Закон радіоактивного розпаду. Розробила викладач фізики Крісан Е. А.

Ядерні реакції – штучні перетворення атомних ядер, викликані їх взаємодією з частинками або одне з одним

Ядерні реакції здійснюють під дією налітаючих, або бомбардуючих, часток, якими опромінюють більш важкі ядра. Перша ядерна реакція була здійснена Е. Резерфордом, в 1919 р.

Енергетичний вихід ядерних реакцій. Енергетичний вихід ядерних реакцій можна розрахувати на основі закону збереження енергії.

Енергетичний вихід ядерних реакцій. Для виконання розрахунку енергетичного виходу ядерної реакції необхідно: Визначити масу ядер і частинок m1 до реакції;Визначити масу ядер і частинок m2 після реакції;Визначити зміну маси Δm=m1-m2;Розрахувати зміну енергії ΔE= Δmc2;Якщо ΔE>0, реакція відбувається з виділенням енергії;Якщо ΔE<0, реакція відбувається з поглинанням енергії.

Типи ядерних реакцій

Збуджене в результаті бомбардування ядро повертається в нормальний стан і при цьому випускає один або кілька гамма-квантів:

Реакція захоплення. Ядро поглинає бомбардуючу частинку і перетворюється в нове, масивніше ядро:

Поглинання ядром бомбардуючої частинки і випускання ядром однієї або кількох частинок (протонів, дейтронів, альфа-частинок, нейтронів):

Розщеплення ядра на кілька частин. При бомбардуванні ядер частинками великих енергій може відбуватися розщеплення ядра на кілька частин:

Ядро сильно збуджене і розпадається на дві альфа-частинки:

Радіоакти́вність. Радіоакти́вність — явище мимовільного перетворення нестійкого ізотопа хімічного елементу в інший ізотоп (зазвичай іншого елемента) (радіоактивний розпад) шляхом випромінювання гамма-квантів, елементарних частинок або ядерних фрагментів.

Прилад для вимірювання радіоактивності-дозиметр

Закон радіоактивного розпаду. Закон радіоактивного розпаду - фізичний закон, що описує залежність інтенсивності радіоактивного розпаду від часу і кількості радіоактивних атомів в зразку. Відкрито Фредеріком Содді і Ернестом Резерфордом. Вони виявили його експериментальним шляхом і опублікували в 1903 в роботах "Порівняльне вивчення радіоактивності радію і торію" і "Радіоактивне перетворення"

Існує кілька формулювань закону, наприклад, у вигляді диференціального рівняння:𝒅𝑵𝒅𝒕=−𝝉Nяке означає, що число розпадів 𝒅𝑵, відбулося за короткий інтервал часу 𝒅𝒕, пропорціональнo числу атомів у зразку N 

Альфа-розпад, Бета-розпад, Гамма – розпад Явище альфа - радіоактивності було відкрите при вивченні радіоактивності природних елементів. Природні α - випромінювачі розміщуються в таблиці Менделєєва, починаючи з номера Zі82 (Z=82 має свинець). Оскільки в α - частинці питома енергія зв'язку виявляється більшою, ніж у важких ядрах, α - розпад енергетично є завжди можливим. Бета-розпад ядер радіоактивних елементів почали вивчати незабаром після відкриття радіоактивності. Експериментально було встановлено, що β - випромінювання складається з електронів або позитронів і що ці види випромінювання супроводжуються випусканням нейтрино або антинейтрино. Встановлено, що гамма-випромінювання ядер не є самостійним видом радіоактивності. Цей вид випромінювання завжди супроводжується α- і β - випромінюванням. Гамма-кванти є продуктом випромінювання не материнських а дочірніх ядер

Дія випромінювань на людину

Застосування ядерних реакцій. Область застосування ядерних реакцій дуже обширна. В даний час ядерні реакції застосовуються в наступних областях діяльності людства: Енергетика Військова сфера

Застосування ядерних реакцій. Медицина - в сучасній ядерній медицині для науково-дослідних, діагностичних та терапевтичних цілей застосовують понад 50 циклотрон радіонуклідів з періодом напіврозпаду від декількох хвилин до декількох років. Синтез нових елементів - отримання нових елементів, тому при розщепленні або злиття ядер виходять інші елементи таблиці Менделєєва.

Питання для самоконтролю1. Що таке ядерні реакції?2. Коли і ким була здійснена перша ядерна реакція?3. Що необхідно для виконання розрахунку енергетичного виходу ядерної реакції?4. Що таке радіоакти́вність?5. Закон радіоактивного розпаду 6. Застосування ядерних реакцій7. Дія радіоактивних випромінювань на людину