Разность между суммой масс свободных нуклонов и массой ядра – ДЕФЕКТ МАССЫ.
;
Энергия, которую необходимо затратить для того, чтобы разбить ядро на отдельные нуклоны.
Есв/ A |
0 20 60 100 140 180 |
А |
График удельной энергии связи. | В обоих случаях энергия связи вычисляется через дефект массы по формуле Эйнштейна. Отношение энергии связи к числу нуклонов в ядре – УДЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ. Уд. энергия связи для элементов середины ПСЭМ имеют величину 8,5 МэВ. У тяжелых элементовона уменьшается. |
Ядерные реакции – превращение атомных ядерпри соударении данного ядра с какой-либо частицей.
Частица должна быть предварительно разогнана в ускорителе, только тогда она сможет преодолеть силу кулоновского отталкивания и внедриться в ядро, вызвав ядерную реакцию. 1. ДЕЛЕНИЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ АЛЬФА-ЧАСТИЦ. 2. ДЕЛЕНИЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НЕЙТРОНОВ. 3. ДЕЛЕНИЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПРОТОНОВ. |
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ВЫХОД.
Дано: М Li = 7,01601 а.е.м. m H = 1,00783 а.е.м. m He = 4,00260 а.е.м. | § 7,01601 + 1,00783 = 8,02384 (а.е.м.) § 2 ´ 4,00260 = 8,00520 (а.е.м.) § 8,02384 – 8,00520 = 0,01864 (а.е.м.) § |
|
ОК-43. ПРИРОДА РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ. | § |
Э. Резерфорд 1903- 1907 г г.
;
СВОЙСТВА:
Альфа – частицы – ядра Не. Задерживаются листом бумаги.
Бета – частицы – электроны (u » с; 1см Аℓ). Сильно ионизируют воздух. Гамма – кванты – эл. - магн. волны (l <, чем у рентгеновских лучей), большой проникающей способности (14 см Аℓ ¯ их интенсивность в 2 раза), слабо ионизируют воздух.
Радиоактивность с течением времени убывает.
Закон радиоактивного распада.
0 10 20 30 |
t, cутки |
T | 2T | nT | |||
N0 | |||||
Закон радиоактивного распада. | |||||
Турана = 4,5 млрд. лет. Т радия = 1600 лет. Т тория = 20 млрд. лет. |
ИЗОТОПЫ.
ИЗОТОП - разновидность атомов данного элемента, занимающих одно и то же место в ПСЭМ (изос – равный, топос – место).
Изотопы отличаются друг от друга физическими свойствами
(числом нейтронов Þ массой, радиоактивностью и т. д.).
Схожи химическими свойствами, т. к. число электронов ( = числу протонов )одинаково.
ОК-44. ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР УРАНА.
О. ГАН, Ф. ШТРАССМАН. 1938 г. | При бомбардировке урана нейтронами образуются: |
Чтобы разбить ядро урана, нужно . При образовании ядер из осколков выде-ляется . Т.е. энергия связи на каждый нуклон увеличивается на .Þ Выделяющаяся энергия при делении одного ядрасоставляет 200 МэВ
Л. МЕЙТНЕР, О. ФРИШ.
Осколки, сталкиваясь с атомами, передают им свою кинетическую энергию, нагревая тело. Ядерная энергия превращается в тепловую (внутреннюю).
; T = 23 мин;
; Т = 2,3 дня;
;
ЦЕПНАЯ ЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ.
| - коэффициент размножения нейтронов. k < 1- реакция ЗАТУХАЕТ k = 1 – реакция УПРАВЛЯЕМА. k > 1 - ВЗРЫВ!!! kопределяется: 1. Захватом ураном и быстрых и медленных нейтронов с последующим делением. 2.Захватом ураном без деления. 3. Вылетом за пределы зоны. 4. Захватом замедлителем. |
ОК-45. АТОМНЫЙ РЕАКТОР.
АТОМНАЯ БОМБА.
1945 г. США. ХИРОСИМА, НАГАСАКИ, 110 тысяч. 1948 г. СССР. | КРИТИЧЕСКАЯ МАССА – наименьшая масса, при которой может самопроизвольно протекать цепнаяядерная реакция. |
Безопасно. Массы < критической. | Опасно! Масса > критической. |
1945 г. Обнинск. АЭС –5 МВт. Р = 100 атм., Т = 260 – 2700С. Æ = 150 см, h =170 см. | РЕАКТОР – устройство, где протекает управляемая цепная ядерная реакция |
1. Ядерное горючее (U – 235, 238, Pu – 239);
2.Регулирующие стержни –соединение кадмия и бора (поглощают нейтроны );
3. Отражатель – возвращает в активную зону (Ве);
4. Замедлитель – уменьшает скорость (графит, вода);
5. Защитная оболочка – бетон с железным наполнителем (от g и );
6. Теплоноситель – для вывода энергии (вода или жидкий натрий).
РЕАКТОРЫ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ.
Замедлителя НЕТ.
2. Используется природный уран, обогащённый до 15% Г –235;
3. Используется плутоний, который делится как и U – 235.
Преимущества АТСпо сравнениюс ТЭЦ: не загрязняет атмосферу; занимают малую площадь, не загружают перевозками угля железнодорожный транспорт, не требуют создания больших водохранилищ.
Проблемы и недостатки: защита обслуживающего персонала от радиоактивных излучений; защита населения от аварий; захоронение радиоактивных отходов.