Planul de un rezumat al lecției în fizică (gradul 11) privind uraniul fisiune

Subiect: fisiunea uraniului. reacție în lanț.

Obiectiv: Pentru a forma înțelegerea elevilor din fisiunea uraniului, pe parcursul reacției în lanț nuclear.

• Pentru a familiariza elevii cu modelul lichid-o picătură de fisiune nucleară a atomilor de uraniu și de reacție nucleară în lanț. Pentru a continua formarea conceptelor: reacția nucleară, izotopi. Introducerea conceptelor: reacție în lanț de fisiune a uraniului, factorul de multiplicare, zona activă, o masă critică.
• A învăța să compare energia, masa și viteza de mișcare a nucleelor ​​de fotografii ale urmele lor.
• Aflați pentru a identifica produsele de fisiune a uraniului.

• Dezvoltarea gândirii imaginativă și logică bazată pe ideea structurii complexe a atomului și nucleului atomic și tipurile de interacțiuni fundamentale care apar în natură.
• Abilități de lucru de dezvoltare cu manualul.
• Dezvoltarea capacității de a-și exprima gândurile lor în mod clar și competent, folosind termeni fizici.

• Educarea atitudine conștientă față de activitatea școlară și sănătatea lui ca o garanție a succesului în viitor în viață.
• Arată rolul de oameni de știință în dezvoltarea științei și tehnologiei. În scopul educației de mediu pentru a vorbi despre consecințele unei explozii nucleare.
• Educați copiii în căutarea stăpânirea de cunoștințe, pentru a găsi informații interesante.

I. Aspecte organizaționale.

II. Repetarea materialului învățat anterior.

Munca independentă de elevi - execuție test test .żn trebuie să specifice un singur răspuns corect.

III. Studiu de material nou. În cursul PRECIS lecție.

Cu toții descoperit recent că unele dintre elementele chimice din descompunerea radioactivă este transformată într-un alt element chimic. Ce crezi, ce s-ar întâmpla dacă în nucleul unui atom al unui element chimic pentru a direcționa orice particulă, bine, de exemplu, un neutron in nucleul de uraniu? Ce sa întâmplat ca rezultat?

- Dacă aveți un neutron in nucleul de uraniu, putem vedea că rezultatul este un fragment de 2 și 2-3 neutroni.

Același efect a fost obținut în 1939 de către oamenii de știință germani Otto Ganom si Fritz Strassmann. Ei au descoperit ca interactiunea neutronilor cu nuclee apar radioactive uraniu de bază fragmente, mase si cheltuieli care este aproximativ jumătate din caracteristicile relevante ale nuclee de uraniu. Ce se întâmplă în acest mod se numește fisiune împărțirea pe plan intern, în contrast cu spontane apare atunci când un transformări radioactive naturale.

Kernel-ul devine excitat și începe să se deformeze. De ce kernel-ul este împărțit în 2 părți? Sub influența a ceea ce forțe sunt rupte?

Ce forțe acționează în interiorul nucleului?

- electrostatice și nucleare.

Ei bine, cum se manifestă forțele electrostatice?

- forțe electrostatice acționează între particulele încărcate. La baza particulele încărcate sunt protoni. Deoarece protonul este încărcat pozitiv, atunci forța de respingere care acționează între ele.

Este adevărat, precum și puterea nucleară în curs de dezvoltare?

- Energia nucleară - forța de atracție între toate nucleonii.

Astfel, sub influența oricărei forțe apare decalaj de bază?

- (dacă aveți nevoie de ajutor, adresați întrebări de explorare și sunt obtinerea studenților la concluzia corectă) Sub influența forțelor electrostatice ale miezului de repulsie este rupt în două părți, care sunt împrăștiate în direcții diferite, și, în același timp, emit un neutron 2-3.

Fragmentele zbura la viteze foarte mari. Se pare că o parte din energia de miez interior este transformată în energie cinetică de zbor resturi și particule. Fragmentele eliberate în mediul înconjurător. Crezi că ceea ce se întâmplă cu ei?

- Cioburi decelerat în mediu.

Pentru a nu încălca legea de conservare a energiei, trebuie să spunem ce se va întâmpla cu energia cinetică?

- Energia cinetică a fragmentelor este transformată în energie internă a mediului.

Fie că este posibil să observați că energia internă a mediului sa schimbat?

- Da, mediul este încălzit.

Și aceasta va afecta schimbarea internă a energiei este factorul care în divizarea unui număr diferit de nuclee de uraniu vor fi implicate?

- Desigur, în timp ce divizarea unui număr mare de uraniu nuclee de energie internă a mediului înconjurător crește uraniu.

Din cursul de chimie, știți că reacțiile pot apărea cu atât absorbția de energie și de eliberare. Ce vom spune despre cursul reacției de fisiune a uraniului?

- Reacția uraniului de fisiune vine cu eliberarea de energie în mediul înconjurător.

Energia conținută în nucleele atomilor, este enormă. De exemplu, diviziunea completă a tuturor nuclee disponibile în 1 g de uraniu, ar aloca aceeași cantitate de energie este eliberată în timpul arderii de 2,5 tone de ulei. Ne aflăm ce se întâmplă cu schije, și cum să se comporte neutroni?

Adevărat, neutronii în calea sa se pot confrunta cu un nucleu de uraniu și cauza diviziune. O astfel de reacție se numește lanț.

Deci, ce este starea de contagiune?

- Reacția în lanț este posibilă datorită faptului că divizarea fiecărui nucleu este format din 2-3 neutroni, care pot lua parte la divizarea altor nuclee.

Vedem că numărul total de neutroni liberi într-o avalanșă bucată de uraniu crește cu timpul. Ce conduce la?

- Un număr tot mai mare de fisiune nucleară și, astfel, energia eliberată pe unitatea de timp.

Dar, există o altă opțiune, în care numărul de neutroni liberi scade cu timpul, a întâlnit un neutron în nucleul său calea. În acest caz, ceea ce se întâmplă cu reacția în lanț?

Pot folosi energia mea în scopuri pașnice astfel de reacții?

Ce reacție ar trebui să procedeze?

- Reacția trebuie să procedeze astfel încât numărul de neutroni în timp este constantă.

Cum se poate asigura că numărul de neutroni în orice moment, a rămas constantă?

Pentru a rezolva această problemă trebuie să știți ce factori influențează creșterea și scăderea numărului total de neutroni liberi într-o piesă de uraniu, în care are loc reacția în lanț.

Un astfel de factor este masa de uraniu. Faptul că nu orice radiații de neutroni în timpul fisiunea nucleară este divizarea altor nuclee. În cazul în care masa (și, prin urmare, dimensiunea) bucata de uraniu este prea mică, mulți neutroni va zbura dincolo de ea, nu are timp să se întâlnească pe modul în care miezul cauza diviziunii sale și, astfel, a da naștere unei noi generații de neutroni necesare pentru a continua reacția. În acest caz, reacția în lanț încetează. Pentru reacția este oprită, este necesar să se mărească masa uraniului până la o anumită valoare, numită critică.

De ce creșterea de reacție în lanț în masă devine posibilă?

Găsiți răspunsul în manualul

- Cu cât masa piesei, cu atât mai probabil întâlnirea de neutroni cu nuclee. Prin urmare, este creșterea numărului de diviziuni ale nucleelor ​​și numărul de neutroni emise.

Atunci când a apărut o masă critică așa-numitul număr de uraniu de neutroni în fisiune a nucleelor, devine egal cu numărul de neutroni pierdute (adică. E. Fără impartind nuclee captate și emise în afara piesei).

Prin urmare, numărul total rămâne neschimbat. În acest caz, o reacție în lanț poate merge un timp îndelungat, fără oprire și fără a fi nevoie să cumpere un caracter exploziv.

Cea mai mică masă a uraniului, cu care este posibil să curgă o reacție în lanț numita masă critică.

Cum va avea loc reacția, în cazul în care masa de uraniu mai mare decât critică?

- Creșterea bruscă a numărului de reacție liber neutroni în lanț duce la o explozie.

Bombe atomice Reacția nucleară în lanț necontrolat are loc cu rapid-connect două piese 235, fiecare dintre acestea având o greutate de ușor sub valoarea critică.

Numărul de morți de la efectele directe ale exploziei au variat de la 70 la 80 de mii de oameni. Până la sfârșitul anului 1945, în legătură cu operarea de contaminare radioactivă și alte efecte post-explozie, numărul total al victimelor a variat de la 90 la 166 de mii de oameni. După 5 ani, numărul total al victimelor a ajuns la 200 000 de persoane.

Omenirea a făcut concluzia principală: al treilea război mondial va fi nici câștigători, nu vor exista învinși. Hiroshima și Nagasaki vor aminti mereu acele zile întunecate și consecințele grele ale unei boli necunoscute. Memoria dintre ele vor fi transmise din generație în generație.

Și dacă este mai puțin critică?

- reacția nu are loc din cauza lipsei de neutroni liberi.

Reduce pierderea de neutroni (care sunt emise de uraniu, nu reacționează cu nuclee) poate nu numai prin creșterea masei de uraniu, dar cu un înveliș reflectorizant special. Pentru această bucată de uraniu sunt plasate într-un înveliș realizat din substanțe bine reflectând neutroni (de exemplu, de beriliu). Reflectând asupra acestui coajă, neutroni reveni la uraniu și poate lua parte la fisiune nucleară.

În plus față de greutatea și prezența coajă reflectând există mai mulți factori care determină posibilitatea unei reacții în lanț. De exemplu, în cazul în care o bucată de uraniu conține prea multe impurități de alte elemente chimice, ele absorb cea mai mare parte neutroni și reacția se oprește.

Un alt factor care afectează un progresul reacției este prezența uraniului în așa-numitul moderator de neutroni. Faptul că nucleul U-235, cu cea mai mare probabilitate împărțit de neutroni lente. neutronilor O fisiune nucleară sunt rapide. Dacă neutroni rapizi pentru a încetini, apoi o mare parte a acesteia este captat de nuclee de uraniu-235, urmată de împărțirea acestor nuclee, ca intârzietorii utilizate substanțe, cum ar fi grafitul, vatra, apa grea și altele. Acești agenți încetini doar neutronilor, aproape fără a le absorbi.

Deci, care sunt principalii factori în măsură să influențeze cursul unei reacții în lanț?

- Capacitatea de reacție în lanț este determinat prin cântărire cantitatea de uraniu de impurități în acestea, precum și prezența învelișului moderator.

Masa critică a unei bucăți sferice de uraniu-235 este de aproximativ 50 kg. Mai mult decât atât, gama este doar 9cm, deoarece uraniul are o densitate foarte mare.

Aplicarea încetinitor și o membrană reflectorizantă și reducerea cantității de impurități poate fi redusă în greutate critică uraniu la 0,8 kg.

IV. Rezumând rezultatele. V. Tema.