Слайд 2
Цепная реакция деления ядер урана .
В 1938
г. О. Ган и Ф. Штрассман открыли: ядра урана
при бомбардировке его нейтронами образуют другие элементы. А объяснение этому явлению было дано в 1939 г. австрийским физиком Л. Мейтнер и физиком О. Фришем: при попадании нейтрона ядро урана как бы разваливается на части. Этим и объясняется неожиданное появление новых химических элементов - лантана и бария - элементов с атомным весом, примерно вдвое меньшим, чем у урана.
Слайд 3
Позже оказалось, что в результате деления ядра, инициированного
нейтроном, возникают новые нейтроны, способные вызвать реакции деления других
ядер. Продуктами деления ядер урана-235 могут быть и другие изотопы бария, ксенона, стронция, рубидия и т. д.
Слайд 4
Этот процесс происходит с выделением энергии 200 МэВ
=3,2.10-11 Дж. Энергия выделяется в виде:1. Ек осколков »2,6-10-11
Дж.2. Ек нейтронов »0,1-10-11 Дж.3. g - Излучения »0,5.10-11 Дж.4. b - Излучения.
При полном делении всех ядер, содержащихся в 1 г урана, выделяется такая же энергия, как и при сгорании 3 т угля или 2,5 т нефти.
Слайд 5
Механизм деления
Н. Бор, Я.И Френкель предложил капельную модель
ядра атома. Она дает представление о ядре как о
положительно заряженной капле жидкости. Ядро, поглотившее нейтрон, находится в возбужденном состоянии и подобно капле ртути при толчке начинает колебаться, изменяя свою форму. Когда энергия возбуждения станет больше энергии связи, то за счет кулоновских сил ядро разорвется на две части, которые разлетятся в противоположные стороны. Таким образом, кинетическая энергия новых ядер обусловливается кулоновскими силами.
Слайд 7
Цепная реакция деления ядер урана — это реакция,
в которой частицы (нейтроны), вызывающие эту реакцию, образуются в
процессе деления ядра. Для осуществления ценной реакции пригодны лишь ядра U-235. Естественный уран состоит из U-235 (0,7%), U-238 (99,3%). Ядра U-235 делятся как быстрыми, так и медленными нейтронами, U-238 — только быстрыми с энергией 1 МэВ. Нейтронов с такой энергией при делении 60%, но только один из пяти производит деление.
Слайд 8
Цепнную реакцию чистого изотопа U-238 осуществить медленными нейтронами невозможно.
Для ее течения необходимо, чтобы коэффициент размножения нейтронов был
k ³ 1. В этом случае число нейтронов увеличивается или остается постоянным и цепнная реакция протекает. При k <1 число U-235 убывает и цепная реакция невозможна.
Слайд 9
Коэффициент размножения увеличивается при захвате медленных нейтронов ядром U-235 или
быстрых нейтронов ядрами U-238 и U-235 с последующим делением, уменьшается
при захвате нейтрона ядром без последующего деления, при вылете нейтрона из делящегося вещества, при захвате нейтрона продуктами деления, замедлителями и конструктивными элементами установки.
Слайд 10
С целью уменьшения вылета нейтронов с куска урана увеличивают
массу урана. Количество распавшихся ядер пропорционально массе урана, которая
растет быстрее, чем площадь его поверхности, если форма урана с критической массой шарообразна.
Минимальное значение массы урана, при которой возможна цепная реакция, называется критической массой. В зависимости от устройства установок и типа горючего критическая масса изменяется от 250г до сотен килограммов.
Существуют два вида ядерных реакций: неуправляемая ценная реакция и управляемая цепная реакция.
Устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер, называется ядерным (или атомным) реактором.
Неуправляемая ядерная реакция возникает в атомных бомбах