Презентация к уроку физики в 9 классе на тему "Деление урана.Цепная реакция"

САХАРОВ Андрей Дмитриевич российский физик и общественный деятель

• Как вы думаете, что будет, если в ядро атома некоторого химического элемента направить какую-нибудь частицу, ну, например, нейтрон в ядро урана?
• Рассмотрим модель деления тяжёлого ядра.

В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана . Они установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы

Фриц Штрассман

(1902-1980)

Отто Ган

(1879-1968)

Капельная модель деления ядра урана.

Цепные ядерные реакции

Это реакция, в которой частицы, вызывающие её(нейтроны), образуются как продукты этой реакции.

При полном делении ядер, содержащихся в 1 грамме урана, выделяется 23000 кВт·ч энергии нефти.

Цепные ядерные реакции возникновение цепной реакции. oms

• При делении одного ядра урана образовавшиеся нейтроны могут вызвать деления других ядер урана, при этом число нейтронов нарастает лавинообразно.

• Наименьшая масса урана, при которой возможно протекание цепной реакции, называется критической массой.

1 , т.е. в каждом последующем поколении нейтронов должно быть больше, чем в предыдущем. Цепная реакция в уране с повышенным содержанием урана-235 может происходить только при массе большей критической массы. Для чистого урана-235 критическая масса составляет около 50 кг." width="640"

При цепной реакции коэффициент размножения нейтронов K1 , т.е. в каждом последующем поколении нейтронов должно быть больше, чем в предыдущем.

Цепная реакция в уране с повышенным содержанием урана-235 может происходить только при массе большей критической массы. Для чистого урана-235 критическая масса составляет около 50 кг.

Критическую массу можно уменьшить, если:

• Использовать замедлители (графит, обычная и тяжелая вода)
• Отражающая оболочка (бериллий)

Применение замедлителей нейтронов и специальной оболочки из бериллия, которая отражает нейтроны, позволяет снизить критическую массу урана до 250 г.

В атомных бомбах цепная неуправляемая ядерная реакция возникает при быстром соединении двух кусков урана-235, каждый из которых имеет массу несколько ниже критической.

В атомных бомбах цепная неуправляемая ядерная реакция возникает при быстром соединении двух кусков урана-235, каждый из которых имеет массу несколько ниже критической.

6 августа 1945 года в 1час 45 минут американский бомбардировщик

B-29 под командованием полковника Пола Тиббетса, взлетел с острова Тиниан, находившегося примерно в 6 часах лета от Хиросимы.

Пол Тиббетс (1915-2007)

Хиросима после атомного взрыва

Количество погибших от непосредственного воздействия взрыва составило от 70 до 80 тысяч человек. К концу 1945 года, в связи с действием радиоактивного заражения и других пост-эффектов взрыва, общее количество погибших составило от 90 до 166 тысяч человек. По истечении 5 лет, общее количество погибших достигло 200 000 человек.

9 августа в 2:47 американский бомбардировщик B-29 под командованием майора Чарльза Суини, нёсший на борту атомную бомбу, взлетел с острова Тиниан. В 10:56 В-29 прибыл к Нагасаки. Взрыв произошёл в 11:02 местного времени.

Нагасаки до и после атомного взрыва

Майор Чарльз Суини

Количество погибших составило от 60 до 80 тысяч человек. По истечении 5 лет, общее количество погибших, с учётом умерших от рака и других долгосрочных воздействий взрыва, могло достичь или даже превысить 140 000 человек.

Протекание цепной реакции определяется:

• массой урана;
• количеством примесей в нём;
• наличием отражающей оболочки;
• присутствием замедлителей нейтронов

Применение замедлителей нейтронов (графит, обычная и тяжелая вода)

и специальной оболочки из бериллия, которая отражает нейтроны, позволяет снизить критическую массу урана до 250 г.

Поглощенная доза излучения D :

D =Е/ m

Е – энергия поглощенного тела

m – масса тела

D- поглощенная доза, Гр (Грэй) или Р (Рентген)

• Поглощённая доза  — величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу.

Эквивалентная доза излучения H :

Н= D *К

H -эквивалентная доза излучения, Зв (Зиверт)

К - коэффициент качества

D – поглощенная доза излучений

.

• характеризует биологический эффект облучения организма ионизирующим излучением
• величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения человека ионизирующими излучениями и определяемая произведение поглощенной дозы отдельных видов излучений на коэффициент качества

• Коэффициент качества  —коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ). Характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ-излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение. (Термин нужно понимать как «коэффициент качества вреда»).

Естественный фон радиации

• Источники – космическое излучение, радиоактивные вещества в недрах Земли.
• В результате этого, человек ежегодно поглощает дозу 0.002 Гр. Не оказывает отрицательного воздействия.
• Для професионалов, работающих с радиоактивными препаратами, предельно допустимая доза 0.05 Гр в год

Также различается чувствительность отдельных органов к радиоактивному излучению. Поэтому, чтобы получить наиболее достоверную информацию о степени риска, необходимо учитывать соответствующие коэффициенты чувствительности тканей при расчете эквивалентной дозы облучения:

Ткани

Эквивалентная доза %

Костная ткань

0,03

Щитовидная железа

0,03

Красный костный мозг

0,12

Легкие

0,12

Молочная железа

0,15

Яичники, семенники

0,25

Другие ткани

0,3

Организм в целом

1

Актуализация знаний

• Строение атома по Резерфорду
• Почему это строение называется планетарной моделью атома?
• Из каких частиц состоит ядро атома?
• Какой из этих частиц имеет заряд, и какой?
• Как взаимодействуют друг с другом протоны в ядре?

Актуализация знаний

6. Тогда какие же силы удерживают нуклоны в ядре?

7. Что такое радиоактивность?

8. Что собой представляют α -, β- частицы?

9. Запишите уравнение α -, β-распада.

1 0 . В какой элемент превращается U после двух β-распадов и одного α-распада?

Актуализация знаний

1 1 . Что такое дефект масс?

1 2 . Что такое энергия связи?