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

43 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

58266. Эпоха Просвещения 55.5 KB
  Шарль Луи Монтескье выдающийся французский мыслитель энциклопедического склада. Как философ социолог и писатель Монтескье оставил глубокий след в истории прогрессивной мысли. Велика роль Монтескье в деле идейной подготовки Великой французской буржуазной революции.
58267. Як людина отримує інформацію 38 KB
  Мета: Ознайомити учнів з тим, за допомогою яких органів людина сприймає інформацію. Дати уявлення про колір фону в Paint. Розвивати увагу, пам’ять, логічне мислення. Виховувати любов до природи.
58268. Организация бухгалтерского дела и архива 63.5 KB
  Для обобщения различных видов учетных работ в единое целое обеспечения равномерности их выполнения в течение отчетного периода составляется специальный график в котором для подразделений бухгалтерии и отдельных ее работников указывается время представления первичных документов...
58269. Производство продукции из вторичного древесного сырья на лесопромышленном складе 82.5 KB
  Подготовка древесного сырья является важнейшей частью технологического процесса обеспечивающей возможность использования низкокачественной древесины для получения технологической щепы с допускаемой стандартом засоренностью корой и гнилью.
58270. Начало Французской революции. Свержение монархии. Якобинская диктатура 147.5 KB
  И сразу начались затяжные споры по различным вопросам: о способах проверки полномочий депутатов о совместных и раздельных заседаниях о задачах Генеральных штатов о правах третьего сословия завтрашнем дне страны о будущем Франции.
58271. ЕКОНОМІКА ВЕЛИКОБРИТАНІЇ 40 KB
  У самому справі Великобританії можуть вижити тільки виробництва і торгівлі. За винятком вугілля низькосортна залізна руда природний газ і нафта у Великобританії є кілька природних ресурсів. Вугілля була замінована у Великобританії більше 300 років.
58272. Контроль витрат і стимулювання економії ресурсів. Система обліку витрат 199.5 KB
  Контроль витрат є важливою складовою системи управління витратами, без якої неможлива повноцінна реалізація інших її функцій. До основних завдань контролю витрат відносять: моніторинг - систематичне відстежування динаміки витрат і факторів, які на неї впливають...
58274. Ознайомлення з підручником. Предмет. Фігура. Лічба предметів 36 KB
  Мета: ознайомити учнів з підручником Математика; з’ясувати чи вміють діти лічити числа й називати їх; дати уявлення про предмети геометричні фігури; прищеплювати зацікавленість вивченням математики.