Презентация по теме: "Деление ядер урана"

Слайд #1

Физика 11 класс
Деление ядра урана

Слайд #2

История открытия
Отто Ган
22.02.1902 — 22.04.1980
92U + n → 56Ba + 36Kr + xn.
В 1938 году немецкими ученными О.Ганом и Ф.Штрассманом, было показано, что одним из продуктов облучения урана нейтронами является барий (Z = 56) – химический элемент среднего атомного веса.
Процесс деления урана сопровождается появлением вторичных нейтронов (x > 1), способных вызвать деление других ядер урана, что открывает потенциальную возможность возникновения цепной реакции деления – один нейтрон может дать начало разветвленной цепи делений ядер урана
Фриц Штрассман
08.03.1879— 28.07.1968

Слайд #3

История открытия
Наиболее типичными являются следующие реакции
Осколки деления содержат избыточное количество нейтронов и являются радиоактивными. В результате серии радиоактивных превращений они превращаются в стабильные изотопы

Слайд #4

Деление ядра урана

Слайд #5

Энергия распада
Удельная энергия связи нуклона в ядре урана 92 235 𝑈
около 7,6 МэВ,
а осколков реакции 8,5 МэВ. Поэтому в результате реакции выделяется энергия
(8,5-7,6) МэВ = 0,9 МэВ
на один нуклон. Общее количество нуклонов 235, следовательно энергия выделяющаяся при делении одного ядра.

Слайд #6

Энергия распада
В одном килограмме урана содержится 2,5·1024 атомов
3,2·10-11 ·2,5·1024 = 8·1013 Дж
При сгорании 1 кг угля выделяется 29,3·106 Дж.
Для получения такой же энергии необходимо сжечь
80·1012 Дж : 29,3·106 = 2,7·106 кг = 2000 тонн угля (25 вагонов)

Слайд #7

Цепная реакция деления ядра урана
Любой из двух нейтронов второго поколения, вылетающих из ядра
в процессе деления, может вызвать деление соседних ядер, и т.д.
92 235 𝑈

Слайд #8

Цепная реакция деления ядра урана
Деление ядра урана
происходит под действием медленных (тепловых) нейтронов.
92 235 𝑈
Для деления ядра изотопа урана 238, требуется быстрые нейтроны.
Доля урана 235 в природном уране составляет всего лишь 0,7 %.
В природе урана в чистом виде не существует – он является компонентом руды и минералов. Основная урановая руда – это карнотит и настуран

Слайд #9

Скорость цепной реакции. Критическая масса
Скорость цепной реакции определяется
коэффициентом размножения нейтронов

Слайд #10

Скорость цепной реакции. Критическая масса
Коэффициент размножения нейтронов определяется четырьмя факторами:
1) Захватом медленных нейтронов ядрами урана-235 с последующим делением и захватом быстрых нейтронов ядрами урана-238 и урана-235 с последующим делением.
2) Захватом нейтронов ядрами урана без последующего деления.
3) Вылетом нейтронов из объема вещества.
4) Наличием замедлителя реакции, т.е. элементов, захватывающих нейтроны.