Ядерні реакції у житті людини:Атомна бомба

Ланцюгову реакцію поділу атомних ядер у ХХ столітті почали використовували у атомних бомбах. Через те, що для інтенсивної ядерної реакції потрібно мати критичну масу (масу, необхідну для розвитку ланцюгової реакції), то для здійснення атомного вибуху декілька частин з масами, що менші за критичну, об'єднуються, утворюється надкритична маса і в ній виникає ланцюгова реакція поділу, що супроводжується вивільненням енергії — виникає атомний вибух.

Ядерний реактор: Для трансформації теплової енергії розпаду ядер у електричну енергію використовують ядерний реактор. Як пальне у реакторі застосовується суміш із нуклідів Урану-235 та Урану-238, або Плутонію-239. При потраплянні швидких нейтронів до ядра атома Урану-238 відбувається його перетворення на плутоній-239 і його подальший розпад з вивільненням енергії. Процес може бути циклічним, проте для цього необхідні реактори, які працюють на швидких нейтронах. Зараз же як основний компонент в реакторах використовується нуклід Урану-235. Для його взаємодії зі швидкими нейтронами необхідне їхнє сповільнення. Як сповільнювач використовюють графіт (добре сповільнення, погане поглинання, використовують Уран-238 як паливо) та воду (легка вода H₂O - дуже добре сповільнення, сильне поглинання нейтронів, що негативно позначається на кількості вивільненої енергії, важка вода D₂O - дуже добре сповільнення, слабке поглинання нейтронів). За типом води, що використовується у реакторах, D₂O або H₂O, реактори поділяються на важководні та легководні відповідно. У важководних реакторах як пальне використовується нуклід Урану-238, у легководних - Уран-235. Для керування реакцією розпаду та її припинення використовують регулювальні стрижні, що містять ізотопи бору або кадмію. Енергію, яка виділяється в процесі ланцюгової реакції поділу, виводить теплоносій. Через це він нагрівається, і при потраплянні в воду він нагріває її, перетворюючи на пару. Пара обертає парову турбіну, яка обертає ротор генератора змінного струму.

Радіоакти́вність — явище спонтанного перетворення нестійкого ізотопа хімічного елемента в інший ізотоп (зазвичай іншого елемента) (радіоактивний розпад), або (рідше) — явище спонтанного випромінювання гамма-частинок без перетворення ядер.

Символ, що використовується для позначення радіоактивних матеріалів

Радіоактивність відкрив у 1896 р. Антуан Анрі Беккерель. Сталося це випадково. Вчений працював із солями урану і загорнув свої зразки разом із фотопластинами в непрозорий матеріал. Фотопластини виявилися засвіченими, хоча доступу світла до них не було. Беккерель зробив висновок про невидиме оку випромінювання солей урану. Він дослідив це випромінювання і встановив, що інтенсивність випромінювання визначається тільки кількістю урану в препараті і абсолютно не залежить від того, в які сполуки він входить. Тобто ця властивість властива не сполукам, а хімічному елементу урану.

В 1898 р. П'єр Кюрі і Марія Склодовська-Кюрі відкрили випромінювання торію, пізніше були відкриті полоній та радій. у 1903 році подружжю Кюрі було присуджено Нобелівську премію. На сьогодні відомо близько 40 природних елементів, яким властива радіоактивність..

Природна радіоактивність — спонтанний розпад ядер елементів, що зустрічаються в природі.

Штучна радіоактивність — спонтанний розпад ядер елементів, отриманих штучним шляхом, через відповідні ядерні реакції.

ü Задачі.

ü Самостійно розв’язати задачі:

ü Питання самоконтролю:

1. Дати поняття атомного ядра, як квантово-механічної системи.

2. Пояснити краплинну модель ядра.

3. Пояснити модель ядерних оболонок.

4. Узагальнена модель ядра та оптична модель.

5. Визначення радіоактивності.

6. Види радіоактивності.

7. Природна та штучна радіоактивність.

8. Виведення закону радіоактивного розпаду.

9. Період напіврозпаду.

10. Насичений стан, умова радіоактивної рівноваги.

11. Кількісна оцінка дії радіоактивного та рентгенівського випромінювання.

12. Види доз опромінення.

Література:

Посібник №1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За ред. І.М. Кучерука. - [2-е вид., випр.] - К.: Техніка, 2006. - 532 с. - Т.1: Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка

Посібник №2. Кучерук Ї.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За пр. І.М. Кучерука. – [2-е вид., ипр..] — К.: Техніка, 2006. – 452 с. – Т.2: Електрика і магнетизм.

Посібник № 3. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За ред. І.М. Кучерука. - [2-е вид., зипр.] -К.: Техніка, 2006. - 518 с. - Т.З: Оптика. Квантова фізика.

Посібник №4. П.П. Чолпан Основи фізики: навч. Посібник: - К. Вища шк., 1995.- 488 с.: іл.

Посібник № 5. І.П. Гаркуша, І.Т. Горбачук, В.П. Курінний та ін.; за заг. ред. І.П. Гаркуші./Загальний курс фізики: Зб. Задач./ К.Техніка,2003.-560с.

 

Л1. Том 3, розділ 15, § 15.8,15.9, 15.10,15.15-15.19, с. 416-472

Л5. Розділ 8, §8.5, с. 341-345

Література

1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За ред. І.М. Кучерука. - [2-е вид., випр.] - К.: Техніка, 2006. - 532 с. - Т.і: Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка

2. Кучерук Ї.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За пр. І.М. Кучерука. – [2-е вид., ипр..] — К.: Техніка, 2006. – 452 с. – Т.2: Електрика і магнетизм.

3. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За ред. І.М. Кучерука. - [2-е вид., зипр.] -К.: Техніка, 2006. - 518 с. - Т.З: Оптика. Квантова фізика.

4. П.П. Чолпан Основи фізики: навч. Посібник: - К. Вища шк., 1995.- 488 с.: іл.

5. І.П. Гаркуша, І.Т. Горбачук, В.П. Курінний та ін.; за заг. ред. І.П. Гаркуші./Загальний курс фізики: Зб. Задач./ К.Техніка,2003.-560с.

6. Фізика. Дмітрієва В.Ф., Київ, Вища школа, 2007

7. Збірник задач та запитань з фізики під ред. Гладкова, 1988

8. Збірник задач з фізики, Римкевич