24991

Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция, условия ее осуществления. Термоядерные реакции

Шпаргалка

Физика

Энергия связи ядра атома. Состав ядра атома. Энергия связи атомного ядра.

Русский

2013-08-09

26 KB

45 чел.

Билет №25

Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция, условия ее осуществления. Термоядерные реакции

План ответа

1. Открытие нейтрона. 2. Состав ядра атома. 3. Изотопы. 4. Дефект массы. 5. Энергия связи атомного ядра. 6. Ядерные реакции. 7. Цепная ядерная реакция. 8. Термоядерные реакции.

В 1932 г. английский физик Джеймс Чедвик открыл частицы с нулевым электрическим зарядом и единичной массой. Эти частицы назвали нейтронами. Обозначается нейтрон п. После открытия нейтрона физики Д. Д. Иваненко и Вернер Гейзенберг в 1932 г. выдвинули протонно-нейтронную модель атомного ядра. Согласно этой модели ядро атома любого вещества состоит из протонов и нейтронов. (Общее название протонов и нейтронов нуклоны.) Число протонов равно заряду ядра и совпадает с номером элемента в таблице Менделеева. Сумма числа протонов и нейтронов равна массовому числу. Например, ядро атома кислорода 168O состоит из 8 протонов и   16 - 8 = 8 нейтронов. Ядро атома 23592U состоит из 92 протонов и 235 - 92 = 143 нейтронов.

Химические вещества, занимающие одно и то же место в таблице Менделеева, но имеющие разную атомную массу, называются изотопами. Ядра изото-пов отличаются числом нейтронов. Например, водород имеет три изотопа: протий ядро состоит из одного протона, дейтерий ядро состоит из одного протона и одного нейтрона, тритий ядро состоит из одного протона и двух нейтронов.

Если сравнить массы ядер с массами нуклонов, то окажется, что масса ядра тяжелых элементов больше суммы масс протонов и нейтронов в ядре, а для легких элементов масса ядра меньше суммы масс протонов и нейтронов в ядре. Следовательно, существует разность масс между массой ядра и суммой масс протонов и нейтронов, называемая дефектом массы. М = Μя - (Mp + Μn).

Так как между массой и энергией существует связь Е = mc2, то при делении тяжелых ядер и при синтезе легких ядер должна выделяться энергия, существующая из-за дефекта масс, и эта энергия называется энергией связи атомного ядра. Есв = Мс2.

Выделение этой энергии может происходить при ядерных реакциях.

Ядерная реакция это процесс изменения заряда ядра и его массы, происходящий при взаимодействии ядра с другими ядрами или элементарными частицами. При протекании ядерных реакций выполняются законы сохранения электрических зарядов и массовых чисел: сумма зарядов (массовых чисел) ядер и частиц, вступающих в ядерную реакцию, равна сумме зарядов (массовых чисел) конечных продуктов (ядер и частиц) реакции.

Цепная реакция деления это ядерная реакция, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции. Необходимым условием для развития цепной реакции деления является требование k > 1, где k -— коэффициент размножения нейтронов, т. е. отношение числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении. Способностью к цепной ядерной реакции обладает изотоп урана 235U. При наличии определенных критических параметров (критическая масса — 50 кг, шаровая форма радиусом 9 см) три нейтрона, выделившиеся при делении первого ядра попадают в три соседних, ядра и т. д. Процесс идет в виде цепной реакции, которая протекает за доли секунды в виде ядерного взрыва. Неуправляемая ядерная реакция применяется в атомных бомбах. Впервые решил задачу об управлении цепной реакцией деления ядер физик Энрико Ферми. Им был изобретен ядерный реактор в 1942 г. У нас в стране реактор был запущен в 1946 г. под руководством И. В. Курчатова.

Термоядерные реакции это реакции синтеза легких ядер, происходящие при высокой температуре (примерно 107 К и выше). Необходимые условия для синтеза ядер гелия из протонов имеются в недрах звезд. На Земле термоядерная реакция осуществлена только при экспериментальных взрывах, хотя ведутся международные исследования по управлению этой реакцией.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72600. Правовые средства и формы регулирования, применяемые антимонопольными органами. Акты антимонопольных органов 16.44 KB
  Действующее антимонопольное законодательство предусматривает достаточно широкий спектр правовых средств антимонопольного регулирования применяемых компетентным государственным органом в строго определенных случаях и в определенном порядке. Формой антимонопольного реагирования чаще всего является предписание.
72601. Права работников антимонопольного органа при проведении проверок соблюдения антимонопольного законодательства. Обязанность представления информации в антимонопольный орган 12.97 KB
  При осуществлении контроля за соблюдением антимонопольного законодательства работники антимонопольного органа в соответствии с возложенными на них полномочиями при предъявлении ими служебных удостоверений и приказа руководителя антимонопольного органа о проведении проверки соблюдения...
72602. Сущность монополии. Монополия и юридическое лицо 17.61 KB
  Господство в экономике служит основой того влияния которое монополии оказывают на все сферы жизни страны. Следовательно главным признаком монопольного образования монополии является занятие монопольного положения.
72603. Сочетание монополии и конкуренции. Основные типы монополий 16.5 KB
  Монополией называют чаще всего крупную корпорацию, которая сосредоточивает в своих руках значительную долю производства и сбыта товаров и господствует на рынке с целью извлечения высокой прибыли. В данном случае речь идет о хозяйственной монополии.
72604. Понятие и виды монополистической деятельности. Монополистическая деятельность и свобода предпринимательства 16.23 KB
  Понятие и виды монополистической деятельности на товарном рынке Под монополистической деятельностью понимаются противоречащие антимонопольному законодательству действия бездействие хозяйствующих субъектов или федеральных органов исполнительной власти органов исполнительной власти субъектов...
72605. Запрет на ограничивающие конкуренцию соглашения или согласованные действия хозяйствующих субъектов 19 KB
  Речь идет о положениях ч. 1 комментируемой статьи, согласно которым запрещаются соглашения между хозяйствующими субъектами или согласованные действия хозяйствующих субъектов на товарном рынке, если такие соглашения или согласованные действия приводят или могут привести к: установлению или поддержанию цен...
72606. Допустимость «вертикальных» соглашений 13.05 KB
  Допускаются вертикальные соглашения в письменной форме за исключением вертикальных соглашений между финансовыми организациями если эти соглашения являются договорами коммерческой концессии. Допускаются вертикальные соглашения между хозяйствующими субъектами за исключением вертикальных...
72607. Комиссия по рассмотрению дел о нарушении антимонопольного законодательства. Акты, принимаемые комиссией 14.22 KB
  Состав комиссии и ее председатель утверждаются антимонопольным органом. Председателем комиссии может быть руководитель антимонопольного органа или его заместитель. Количество членов комиссии не должно быть менее чем три человека. Замена члена комиссии осуществляется на основании мотивированного...
72608. Сделки с акциями (долями), активами финансовых организаций и правами в отношении финансовых организаций с предварительного согласия антимонопольного органа 13.72 KB
  С предварительного согласия антимонопольного органа осуществляются следующие сделки с акциями долями активами финансовой организации или правами в отношении финансовой организации: приобретение лицом группой лиц голосующих акций акционерного общества если такое лицо группа лиц получает право...