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

Энергия, которая выделяется при образовании ядра из нуклонов.

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 ядер при 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.) §
Если mв реакции ­,то Е ­, Þ энергия поглотилась. Если mв реакции ¯,то Е¯, Þ энергия выделилась.

 

 

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

ПЕРИОД ПОЛУРАСПАДА - время, в течение которого распадается половина радиоактивных атомов.

		T	2T	nT
N0
Закон радиоактивного распада.
Турана = 4,5 млрд. лет. Т радия = 1600 лет. Т тория = 20 млрд. лет.

ИЗОТОПЫ.

ИЗОТОП - р азновидность 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 ядра составляет 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.

Замедлитель

- 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 АТС по сравнению с 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.