Деление ядра

Слайд 1

Слайд 2

Деление ядра́ — процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами). Деление тяжёлых ядер — экзотермический процесс , в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения. Деление ядер служит источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии. Деление ядра

Слайд 3

Деление Ядер Урана

Слайд 4

Ядро урана - 235 имеет форму шара. Поглотив нейтрон, ядро возбуждается и начинает деформироваться. Оно растягивается из стороны в сторону до тех пор, пока кулоновские силы отталкивания между протонами не начнут преобладать над ядерными силами притяжения. После этого ядро разрывается на две части и осколки разлетаются со скоростью 1/30 скорости света. При делении ядра образуются еще 2 или 3 нейтрона. Появление нейтронов объясняется тем, что число нейтронов в осколках оказывается больше, чем это допустимо. Ядро Урана

Слайд 5

процесс, в котором одна проведенная реакция вызывает последующие реакции такого же типа. При делении одного ядра урана образовавшиеся нейтроны могут вызвать деления других ядер урана, при этом число нейтронов нарастает лавинообразно . ЦЕПНАЯ ЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ

Слайд 6

Отношение числа образовавшихся нейтронов в одном акте деления к числу таких нейтронов в предыдущем акте деления называется коэффициентом размножения нейтронов k. При k меньше 1 реакция затухает, т.к. число поглощённых нейтронов больше числа вновь образовавшихся. При k больше 1 почти мгновенно происходит взрыв. При k равном 1 идет управляемая стационарная цепная реакция. Цепная реакция сопровождается выделением большого количества энергии . Для осуществлении цепной реакции не получается использовать любые ядра, делящиеся под влиянием нейтронов. Используемый в качестве топлива для атомных реакторов химический элемент уран состоит в природе из двух изотопов: урана-235 и урана - 238.

Слайд 7

В природе изотопы урана-235 составляют всего лишь 0,7% от всего запаса урана, однако именно они пригодны для проведения цепной реакции, т.к. делятся под влиянием медленных нейтронов. Ядра урана-238 могут делиться лишь под влиянием нейтронов большой энергии (быстрых нейтронов). Такую энергию имеют только 60% нейтронов, появляющихся при делении ядра урана-238. Примерно только 1 из 5 образовавшихся нейтронов вызывает деление ядра. Условия протекания цепной реакции в уране-235: - минимальное количество топлива (критическая масса), необходимое для проведения управляемой цепной реакции в атомном реакторе - скорость нейтронов должна вызывать деление ядер урана - отсутствие примесей, поглощающих нейтроны Критическая масса: - если масса урана мала, нейтроны будут вылетать за его пределы, не вступая в реакцию - если масса урана велика, возможен взрыв за счет сильного увеличения числа нейтронов - если масса соответствует критической, протекает управляемая цепная реакция Для урана-235 критическая масса составляет 50 кг (это, например, шар из урана диаметром 9 см).

Слайд 8

В 1930 году в Кембридже Дж. Кокрофт и Э. Уолсон расщепили атом. Руководитель Кавендишской лаборатории лорд Э. Резерфорд публично высказался по поводу этого эксперимента: «Расщепление атома, это всего лишь наиболее элегантный эксперимент и элегантность его в том и состоит, что он не имеет никакого практического применения». ___ Когда во Франции начались работы по созданию атомного оружия и, соответственно, по очистке изотопов урана, внезапно обнаружилось, что уран из окрестностей западноафриканской деревушки Окло вместо 0.71% для урана-235, годного для боеприпасов, содержит только 0.68%. Последовавшее за этим разбирательство привело к открытию уникального, поистине единственного в своем роде объекта –природного ядерного реактора! При этом при работе этого реактора расходовалась часть урана-235. ___ Недавно человечество отметило 50-летие атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки. Путь к этим трагическим событиям проходил и под главной трибуной Чикагского стадиона, где 2-го декабря 1942 года была проведена первая цепная ядерная реакция. ___ Из анекдота о том, что такое цепная реакция: «Если кто-то разгуливает неподалеку от сидящей на цепи собаки, она начинает лаять, а следом за ней - и другие собаки». НЕМНОГО ИЗ ИСТОРИИ

Слайд 9

Отто Ган Фриц Штраусман Ученые, первыми осуществившие деление ядра урана