Физика 11 класс (Урок№28 - Ядерные реакции.)
Физика 11 класс (Урок№28 - Ядерные реакции.) Цель: ознакомление с ядерными реакциями, с процессами изменения атомных ядер, превращением одних ядер в другие под действием микрочастиц. Задачи: - научиться записывать ядерные реакции; - определять продукты ядерных реакций, рассчитывать энергетический выход ядерных реакций; - сравнивать ядерные и термоядерные реакции. мы узнаем: - какие бывают ядерные реакции; - что такое коэффициент размножения нейтронов, критическая масса, реакторы-размножители, термоядерная реакция; мы научимся: - записывать ядерные реакции; - определять продукты ядерных реакций; - рассчитывать энергетический выход ядерных реакций; мы сможем: - описывать механизмы деления ядер и цепной ядерной реакции; - сравнивать ядерные и термоядерные реакции. Ядерные реакции – это превращение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. Энергетический выход ядерной реакции – разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции, а также разность кинетических энергий частиц, участвующих в реакции. Цепная ядерная реакция – реакция, в которой частицы, вызывающие её (нейтроны), образуются как продукты этой реакции. Ядерный реактор – устройство, в котором осуществляется управляемая реакция деления ядер. Критическая масса – наименьшая масса делящегося вещества, при которой ещё может протекать цепная ядерная реакция. Реакторы-размножители – это реакторы, воспроизводящие делящийся материал. Термоядерные реакции – это реакции слияния лёгких ядер, происходящие при очень высокой температуре. Изотопы – элементы с одинаковыми химическими свойствами, но различающиеся массами ядер. Воздействие излучений на живые организмы характеризуется дозой поглощённого излучения, эквивалентной дозой поглощённого излучения. Использование энергии атома Энергия атома используется для электроснабжения маяков и спутников. Некоторым атомам свойственна нестабильность: они склонны спонтанно распадаться с выделением заряженных частиц (альфа-, бета-), обладающих высокой кинетической энергией. При торможении выделившихся частиц в окружающем радиоактивный атом веществе, их энергия постепенно переходит в тепловую, и вещество нагревается. Многие знают, что на атомных станциях тепло, выделяющееся в ходе цепной реакции деления ядер урана, используется для испарения воды. Образующийся пар поступает на турбогенератор, который вырабатывает электроэнергию. Но в данном случае мы управляем реакцией деления, а значит – управляем нагревом воды и производством электроэнергии. Процесс спонтанного распада радиоактивных ядер неуправляем и, что принципиально, не имеет цепного характера. Но, оказывается, его энергию тоже можно использовать. Процесс трансформации энергии радиоактивного распада в электричество реализован в радиоизотопных источниках электроэнергии. Они могут быть основаны на самых различных принципах преобразования. Например, в радиоизотопных термоэлектрических генераторах (РИТЭГах) используются термоэлементы. Термоэлементом называется цепь, составленная из разнородных проводников или полупроводников. Если места контактов поддерживать при различных температурах, то в цепи возникает термо-ЭДС, а при её замыкании – протекает ток. Используя тепло радиоактивного распада для нагревания одного из контактов, мы реализуем термоэлектрическое преобразование и получаем чрезвычайно стабильный и долговечный источник электричества. Эти выдающиеся свойства РИТЭГов определили их применение в качестве энергоисточников навигационных маяков и радиомаяков (в частности, на трассе Северного морского пути и в других труднодоступных районах), метеостанций и другого оборудования. Не менее интересно их применение в космических и глубоководных аппаратах. Например, американские космические аппараты «Вояджер-1, -2», «Кассини», а также спускаемые зонды первого и второго «Викингов» были снабжены радиоизотопным «сердцем». Сегодня «Вояджер-1» находится практически на границе Солнечной системы и продолжает надежно работать. Учёные полагают, что радиоизотопные термоэлектрические генераторы будут надежно действовать до 2025 года (а запущен «Вояджер-1» был в 1977 году). Таким образом, этот космический аппарат может стать первым искусственным телом, пересёкшим границы Солнечной системы. Советские «Луноходы» обогревались теплом радиоактивного распада, а на ряде космических аппаратов были установлены ядерные реакторы «Бук» и «Топаз». Сегодня эти космические аппараты выведены на орбиту захоронения, находящуюся в 1000 км от Земли. «Луноход-1» 14 Радиоизотопные источники энергии незаменимы при исследовании дальнего космоса, тех его точек, где солнечный свет уже не удастся использовать для получения электричества при помощи фотоэлементов. В будущем радиоизотопные источники тепла и электроэнергии могут быть использованы в межзвездных зондах, боевых лазерах космического применения, беспилотной технике, глубоководных станциях постоянного базирования, медицине и робототехнике (основной источник питания роботов-андроидов).
Физика 11 класс (Урок№28 - Ядерные реакции.) Цель: ознакомление с ядерными реакциями, с процессами изменения атомных ядер, превращением одних ядер в другие под действием микрочастиц. Задачи: - научиться записывать ядерные реакции; - определять продукты ядерных реакций, рассчитывать энергетический выход ядерных реакций; - сравнивать ядерные и термоядерные реакции. мы узнаем: - какие бывают ядерные реакции; - что такое коэффициент размножения нейтронов, критическая масса, реакторы-размножители, термоядерная реакция; мы научимся: - записывать ядерные реакции; - определять продукты ядерных реакций; - рассчитывать энергетический выход ядерных реакций; мы сможем: - описывать механизмы деления ядер и цепной ядерной реакции; - сравнивать ядерные и термоядерные реакции. Ядерные реакции – это превращение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. Энергетический выход ядерной реакции – разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции, а также разность кинетических энергий частиц, участвующих в реакции. Цепная ядерная реакция – реакция, в которой частицы, вызывающие её (нейтроны), образуются как продукты этой реакции. Ядерный реактор – устройство, в котором осуществляется управляемая реакция деления ядер. Критическая масса – наименьшая масса делящегося вещества, при которой ещё может протекать цепная ядерная реакция. Реакторы-размножители – это реакторы, воспроизводящие делящийся материал. Термоядерные реакции – это реакции слияния лёгких ядер, происходящие при очень высокой температуре. Изотопы – элементы с одинаковыми химическими свойствами, но различающиеся массами ядер. Воздействие излучений на живые организмы характеризуется дозой поглощённого излучения, эквивалентной дозой поглощённого излучения. Использование энергии атома Энергия атома используется для электроснабжения маяков и спутников. Некоторым атомам свойственна нестабильность: они склонны спонтанно распадаться с выделением заряженных частиц (альфа-, бета-), обладающих высокой кинетической энергией. При торможении выделившихся частиц в окружающем радиоактивный атом веществе, их энергия постепенно переходит в тепловую, и вещество нагревается. Многие знают, что на атомных станциях тепло, выделяющееся в ходе цепной реакции деления ядер урана, используется для испарения воды. Образующийся пар поступает на турбогенератор, который вырабатывает электроэнергию. Но в данном случае мы управляем реакцией деления, а значит – управляем нагревом воды и производством электроэнергии. Процесс спонтанного распада радиоактивных ядер неуправляем и, что принципиально, не имеет цепного характера. Но, оказывается, его энергию тоже можно использовать. Процесс трансформации энергии радиоактивного распада в электричество реализован в радиоизотопных источниках электроэнергии. Они могут быть основаны на самых различных принципах преобразования. Например, в радиоизотопных термоэлектрических генераторах (РИТЭГах) используются термоэлементы. Термоэлементом называется цепь, составленная из разнородных проводников или полупроводников. Если места контактов поддерживать при различных температурах, то в цепи возникает термо-ЭДС, а при её замыкании – протекает ток. Используя тепло радиоактивного распада для нагревания одного из контактов, мы реализуем термоэлектрическое преобразование и получаем чрезвычайно стабильный и долговечный источник электричества. Эти выдающиеся свойства РИТЭГов определили их применение в качестве энергоисточников навигационных маяков и радиомаяков (в частности, на трассе Северного морского пути и в других труднодоступных районах), метеостанций и другого оборудования. Не менее интересно их применение в космических и глубоководных аппаратах. Например, американские космические аппараты «Вояджер-1, -2», «Кассини», а также спускаемые зонды первого и второго «Викингов» были снабжены радиоизотопным «сердцем». Сегодня «Вояджер-1» находится практически на границе Солнечной системы и продолжает надежно работать. Учёные полагают, что радиоизотопные термоэлектрические генераторы будут надежно действовать до 2025 года (а запущен «Вояджер-1» был в 1977 году). Таким образом, этот космический аппарат может стать первым искусственным телом, пересёкшим границы Солнечной системы. Советские «Луноходы» обогревались теплом радиоактивного распада, а на ряде космических аппаратов были установлены ядерные реакторы «Бук» и «Топаз». Сегодня эти космические аппараты выведены на орбиту захоронения, находящуюся в 1000 км от Земли. «Луноход-1» 14 Радиоизотопные источники энергии незаменимы при исследовании дальнего космоса, тех его точек, где солнечный свет уже не удастся использовать для получения электричества при помощи фотоэлементов. В будущем радиоизотопные источники тепла и электроэнергии могут быть использованы в межзвездных зондах, боевых лазерах космического применения, беспилотной технике, глубоководных станциях постоянного базирования, медицине и робототехнике (основной источник питания роботов-андроидов).