Деление ядер урана. Цепные ядерные реакции

Цель урока: формировать в представлении учащихся, что ядра некоторых тяжелых элементов при делении испускают нейтроны, γ- излучение и выделяется энергия.

Ход урока

1. Проверка домашнего задания методом фронтального опроса

1) Какие реакции называются ядерными?

2) Почему большинство частиц с большим трудом могут проникнуть внутрь ядра?

3) Какое устройство увеличивает энергию частиц до величин, позволяющим им приникать внутрь ядра?

4) Какие условия создает ускоритель для частиц, чтобы осуществились ядерные реакции?

5) Записать первую ядерную реакцию, которую осуществили на быстрых протонах.

6) Как найти энергетический выход ядерных реакций?

7) Почему открытие нейтрона считают поворотным моментом изучения ядерных реакций?

8) Какие ядерные реакции провел Э. Ферми?

9) Задача. №1221.

Дано: QUOTE

7,01601+2,01410→8,00531+1,00867

9,03011 > 9,01398;

0,01613 а. е. м. m=0,01613∙1.66057∙10-27=0, 0267849∙10-27кг

E = 0,0267849 ∙10-27∙9∙1016= 0,2410641∙10-11Дж = 15 MэВ

2. Изучение нового материала

1) Открытие деления ядер урана.

Историческая справка. В 1938 году немецкие физики О. Ган и Ф. Штрассман открыли деление ядер урана. Правильное объяснение этого явления сделали в 1939 году О. Фриш и Л. Мейтнер.

Так как масса покоя ядра урана больше суммы масс покоя осколков, на которые ядро делится, то оказалась возможной реакция деления ядра. Энергия, которая выделяется при этом, равна уменьшению масс покоя ядра урана.

       

По плакату объяснить, как зависит удельная энергия связи от массового числа.

Измерения энергии, которая выделяется при делении ядра урана показали – 200 MэВ.

2) Механизм деления ядра.

По плакату на основе капельной модели ядра объяснить механизм деления ядра урана.

3) Испускание нейтронов в процессе деления.

Основа ядерного деления урана – это излучение двух – трех нейтронов, которые поддерживают процесс деления ядер. Число нейтронов в ядре больше, чем протонов, так как для осколков это число велико они становятся свободными.

4) Понятие о цепной реакции.

Так как при делении урана освобождаются 2-3 нейтрона, то это позволяет осуществлять цепную реакцию деления ядер урана. Любой из нейтронов, вылетевших из ядра, может вызвать реакцию деления рядом расположенного ядра, которое тоже начинает делиться и испускать новые нейтроны. Процесс деления передается как бы по цепочке, поэтому и реакция называется цепной. Число делящихся атомов очень быстро растет. Цепная реакция идет с выделением огромного количества энергии. Деление всех ядер, содержащихся в 1 грамме урана, эквивалентно ( по выделившейся энергии) сгоранию 2,5 т нефти.

Для осуществления цепной ядерной реакции пригодны только ядра изотопа урана с массовым числом – 235. В природном уране, он составляет всего только 0,7 %, остальное приходится на уран с массовым числом – 238. Уран – 238 поглощает нейтроны без деления, превращаясь через некоторое время в плутоний. Плутоний под воздействием медленных нейтронов делится так же, как уран – 235.

2) Закрепление изученного материала

Задача. Какое количество энергии выделяется в атомном реакторе ледокола, если за сутки расходуется 62 грамма урана – 235?

Дано: ∆Е = 200МэВ; m= 0,062 кг; E - ?

Решение. Е= n∙∆Е; n= QUOTE ; n= QUOTE = 0,17∙ 10²⁶; E= 0,17∙10²⁶∙ 200∙1,6∙ 10 QUOTE 13=54,4∙ 1013 Дж

Подводим итоги урока

Домашнее задание: § 109, повт. §108, № 1222, 1223.

1 star2 stars3 stars4 stars5 stars
delenie-yader-urana-cepnye-yadernye-reakcii/