Деление ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор

Лекции по предмету «Физика»
Информация о работе
  • Тема: Деление ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор
  • Количество скачиваний: 3
  • Тип: Лекции
  • Предмет: Физика
  • Количество страниц: 2
  • Язык работы: Русский язык
  • Дата загрузки: 2019-02-20 02:15:26
  • Размер файла: 20.99 кб
Помогла работа? Поделись ссылкой
Ссылка на страницу (выберите нужный вариант)
  • Деление ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор [Электронный ресурс]. – URL: https://www.sesiya.ru/lekcii/fizika/1718-delenie-yader-urana-cepnaya-reakciya-yadernyy-reaktor/ (дата обращения: 12.04.2021).
  • Деление ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор // https://www.sesiya.ru/lekcii/fizika/1718-delenie-yader-urana-cepnaya-reakciya-yadernyy-reaktor/.
Есть ненужная работа?

Добавь её на сайт, помоги студентам и школьникам выполнять работы самостоятельно

добавить работу
Обратиться за помощью в подготовке работы

Заполнение формы не обязывает Вас к заказу

Информация о документе

Документ предоставляется как есть, мы не несем ответственности, за правильность представленной в нём информации. Используя информацию для подготовки своей работы необходимо помнить, что текст работы может быть устаревшим, работа может не пройти проверку на заимствования.

Если Вы являетесь автором текста представленного на данной странице и не хотите чтобы он был размешён на нашем сайте напишите об этом перейдя по ссылке: «Правообладателям»

Можно ли скачать документ с работой

Да, скачать документ можно бесплатно, без регистрации перейдя по ссылке:

2

Ф-11 Деление ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор. ОК-45

  1. Деление ядер урана.

  • В 1934 г Энрико Ферми первым понял, что можно получить новые элементы в реакциях захвата нейтронов ядрами. Он обнаружил, что вероятность захвата нейтрона ядром достигает максимальной величины для медленных нейтронов. Возникла идея получить несуществующие в природе трансурановые элементы, облучая нейтронами ядра последнего элемента в таблице Менделеева урана –238. Ферми предположил, что ядро урана, захватив нейтрон, станет - радиоактивным и после испускания электрона превратится в ядро элемента с порядковым номером 93.

  • В Берлине этой проблемой занялись химики О. Ган и Ф. Штрасман. В течении 4-х лет они исследовали продукты реакции урана с нейтронами. К концу 1938 г в ходе экспериментов неожиданно были обнаружены элементы середины таблицы Менделеева: барий и др. Но ученые не могли объяснить это явление. Деление ядер урана им казалось невозможным. Деление ядер было равносильно тому, что громадный валун раскалывается от легкого удара маленьким камушком.

  • В начале января 1939 г теоретические исследования Лизы Мейтнер (австр.уч) и О. Фриша (англ.уч) подтвердили возможность деления ядер урана-235 на барий (Z=56) и криптон (Z=36). Деление возможно, т.к. масса покоя ядер продуктов деления меньше массы покоя ядра урана. В конце января Э. Ферми предположил, что при делении должно испускаться несколько нейтронов, которые могут вызвать последующие деления, т.е. в уране возможна цепная реакция.

    1. Механизм деления ядра урана( капельная модель ядра)









Согласно капельной модели ядра (Н. Бор) ядро напоминает капельку заряженной жидкости. Наряду с кулоновскими силами действуют более мощные ядерные силы, которые удерживают ядро от распада. Поглотив лишний нуклон, ядро возбуждается (выделяется энергия связи примерно 7,5 МэВ) и начинает деформироваться, приобретая вытянутую форму. Ядро растягиваться до тех пор, пока кулоновские силы не начнут преобладать над ядерными силами (короткодействующие).После этого ядро разрывается на две части, с отношением массовых чисел 2:3. Массовые числа осколков(80 – 110) и (125-155). Под действием кулоновских сил осколки разлетаются со скоростью до 10000 км/с.

  • У возникающий при делении осколков нейтронов больше(), чем допустимо для ядер в середине таблицы Менделеева(). В результате несколько нейтронов(2-3) освобождается в процессе деления с энергией от нескольких МэВ до значений близких к нулю.

  • Осколки сильно радиоактивны, так как содержат избыточное число нейтронов. В результате серии - распадов получаются стабильные изотопы.

  • При делении ядра урана выделяется энергия около 200 МэВ. Большая часть этой энергии(166 МэВ) приходится на кинетическую энергию осколков. Кинетическая энергия нейтронов 5 МэВ. Энергия - излучения 7 МэВ, энергия -распадов осколков 22 МэВ.

  • В 1940 г советские физики Флеров и Петржак открыли спонтанное деление ядер урана с периодом полураспада 1016 лет.

2. Цепные ядерные реакции.

  • Любой из нейтронов, вылетающих из ядра в процессе деления, может вызвать в свою очередь деление соседнего ядра, которые тоже излучают нейтроны. В результате число делящихся очень быстро увеличивается, возникает цепная реакция.

  • Ядерной цепной реакцией называется реакция, в которой частицы, вызывающие её, образуются как продукты этой же реакции.

  • Коэффициент размножения нейтронов kотношение числа нейтронов в каком – либо поколении к числу нейтронов в предыдущем поколении.

  • Для осуществления цепной реакции необходимо, чтобы k1. k=1,01 – ядерный взрыв.

  • В природном уране цепная реакция не идет k=0,64.

  • Природный уран смесь двух изотопов: ; . На одно ядро урана –235 приходится 138 ядер урана –238.

  • делится под влиянием быстрых и медленных нейтронов.

  • делится только под влиянием быстрых нейтронов, причем деление вызывает только каждый пятый нейтрон, остальные захватываются, не производя деления.

2.1Критическая масса.

  • Критической массой называется наименьшая масса делящегося вещества, при котором может протекать цепная реакция.

  • При массе меньше критической велика утечка нейтронов через поверхность.

  • Для чистого урана –235, имеющего форму шара критическая масса приблизительно равна 50 кг(шар радиусом 9 см).

  • Применяя замедлители нейтронов и отражающую нейтроны оболочку из бериллия, можно снизить критическую массу до 250 г.

2.2 Образование плутония

  • (период полураспада 23 мин); ;

  • Нептуний -радиоактивен с периодом полураспада 2-е суток:.

Период полураспада плутония 24000 лет. В плутонии тоже возможна цепная реакция , как и в уране –235.

  1. Ядерный реактор – устройство, в котором осуществляется управляемая реакция деления тяжелых ядер(k=1).

Основные элементы ядерного реактора:

  • Ядерное топливо -, .

  • Замедлитель нейтронов – вода, тяжелая вода, графит.

  • Теплоноситель- вода, жидкий натрий.

  • Вещество для регулирования скорости реакции – кадмий , бор

  • Защита - оболочка из бетона, воды, железа.