Разработка урока "Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция. Термоядерные реакции", 11 класс
план-конспект урока по физике (11 класс) на тему

Слайд 1

Глава 9 «Атомное ядро и элементарные частицы» «Ядерная физика, и в особенности физика элементарных частиц, являются наиболее глубокими разделами физической науки» А. Наумов «Мы ставим задачу создать атомную энергетику, которая… будет экономически выгодной, нежели угольная энергетика» И.В. Курчатов

Слайд 2

Наш девиз : Покоряет вершины тот, кто к ним стремится!

Слайд 3

1.Каков состав атомных ядер: 3 6 Li , 19 39 K , 27 58 Co ? 2. Каковы особенности ядерных сил? 3. Сформулируйте закон радиоактивного распада и запишите его формулу. 4. Что называется ядерной реакцией? 5. Какие законы сохранения выполняются в ядерных реакциях? 6.Как рассчитать энергию связи атомных ядер? 7.Что называется энергетическим выходом ядерной реакции? Вопросы для актуализации знаний

Слайд 4

Можно ли найти практическое применение энергии, выделяющейся при ядерных реакциях? Проблема:

Слайд 5

Применение ядерной энергии Ядерный ледокол Ленинградская АЭС Атомная подводная лодка Атомная бомба

Слайд 6

График зависимости удельной энергии связи ядра от массового числа

Слайд 7

Тема урока: Деление ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор.

Слайд 8

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ УРОКА: Цель урока: дать понятие о процессе деления ядер урана, о механизме протекания цепной ядерной реакции, об устройстве и принципе работы ядерного реактора. Задачи: - обучающие: изучить механизм деления ядер урана-235; ввести понятие критической массы; определить условия, определяющие протекание цепной реакции, изучить устройство и принцип работы ядерного реактора. - развивающие: развитие зрительной памяти, логического мышления; монологической и диалогической речи; мыслительных операций: анализа, сравнения. - воспитательные: показать обучающимся важность научных открытий и предупредить об опасности, которая существует при некорректном обращении с достижениями науки.

Слайд 9

В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана. Фриц Штрассман (1902-1980) Отто Ган (1879-1968)

Слайд 10

Капельная модель деления ядра урана Правильное объяснение деления уран, захватившего нейтрон, было дано в начале 1939 г. английским физиком О. Фришем совместно с австрийским физиком Л. Мейтнер.

Слайд 11

ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ ДЕЛЕНИЯ ЯДРА - это когда продукты могут вступать в реакцию с исходным веществом.

Слайд 12

ДВЕ ТИПИЧНЫЕ РЕАКЦИИ ДЕЛЕНИЯ ЯДРА УРАНА

Слайд 13

КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМНОЖЕНИЯ К= -коэффициент размножения n -ов. К=1-цепная реакция (АЭС) К > 1-взрыв (Хиросима, Нагасаки 1945г., авария на Чернобыльской АЭС) К < 1-прекращение цепной реакции

Слайд 14

КРИТИЧЕСКАЯ МАССА -это минимальная масса, при которой цепная реакция может протекать самопроизвольно. Цепная реакция в уране ( 92 U 235 ) может происходить только при массе, большей критической массы. m к =50кг-критическая масса для природного урана ( R =9 см). m к =250г-критическую массу снижают применяя замедлители(графит, обычная и тяжелая вода), отражатели (бериллий) n -ов.

Слайд 15

Выделяющаяся при делении ядер урана энергия огромна. При делении каждого ядра выделяется 200 МэВ. А при полном делении всех ядер, содержащихся в 1 кг урана, выделяется такая же энергия, как и при сгорании 3000 т угля или 2500 т нефти. При этом эта энергия может выделиться мгновенно. Огромная энергия выделяется при делении ядер урана

Слайд 16

Ферми Энрико (1901-1954) Курчатов Игорь Васильевич (1903-1960) Под руководством Энрико Ферми, коллективом ученых в США был создан 1-й реактор в декабре 1942 г. Под руководством И.В. Курчатова коллективом ученых в СССР был запущен 1-й реактор 25 декабря 1946 г. В г. Обнинск была введена в действие 1-я АЭС мощностью 5000 кВт в 1954 г. ПЕРВЫЕ ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ

Слайд 17

Процессы в ядерном Основные элементы ядерного реакторе реактора Ядерный реактор – это установка, в которой происходит контролируемая цепная реакция.

Слайд 18

Хиросима после атомного взрыва (6 августа,1945г)

Слайд 19

Количество погибших от непосредственного воздействия взрыва составило от 70 до 80 тысяч человек. К концу 1945 года, в связи с действием радиоактивного заражения и других пост-эффектов взрыва, общее количество погибших составило от 90 до 166 тысяч человек. По истечении 5 лет, общее количество погибших достигло 200 000 человек .

Слайд 20

Земля – наш общий дом. Хранить и беречь ее - прямая обязанность каждого человека !!!

Слайд 21

Типовые задачи экзаменационных работ ЕГЭ 2016 года «При изучении наук задачи полезнее правил.» Исаак Ньютон

Слайд 22

Задача №1 Связанная система элементарных частиц содержит 2 электрона, 6 нейтронов и 3 протона. Эта система может являться: нейтральным атомом гелия 2 Не 4 ионом лития 3 Li 9 ионом бериллия 4 Be 7 4) нейтральным атомом углерода 6 C 9

Слайд 23

Задача №2 Каково массовое число ядра Х в реакции: 95 Am 241 + 2 Не 4 → X + 2 0 n 1 1) 95 2) 163 3) 245 4) 243

Слайд 24

Задача №3 Какое уравнение противоречит закону сохранения электрического заряда в ядерных реакциях? 4 Be 9 + 1 H 2 → 7 N 10 + 0 n 1 2) 4 Be 7 + -1 e 0 → 3 Li 7 + ν e 3) 3 Li 8 → 4 Be 8 + -1 e 0 + ῦ e 4) 3 Li 6 + 1 p 1 → 2 Не 4 + 2 Не 3

Слайд 25

Задача №4

Слайд 26

Задача №5 Период полураспада франция 87 Fr 221 составляет 4,8 мин. Это означает, что: примерно за 4,8 мин атомный номер каждого атома франция уменьшится вдвое; примерно половина изначально имевшихся ядер франция распадается за 4,8 мин. каждые 4,8 мин распадается одно ядро франция; все изначально имевшиеся ядра франция распадутся за 9,6 мин ;

Слайд 27

Задача №6 На рисунке приведена зависимость от времени числа нераспавшихся ядер в процессе радиоактивного распада для трех изотопов. Для какого из них период полураспада наибольший? У всех одинаков А В Б

Слайд 28

Задача №7 После поглощения нейтрона ядро урана 92 U распалось на два осколка с выделением двух нейтронов. Если один из осколков – ядро ксенона 54 Xe , то второй осколок – это ядро рубидия 37 Rb криптона 36 Kr стронция 38 Sr брома 35 Br

Слайд 29

Задача №8 За 1 час распада осталась одна восьмая часть первоначально имевшихся ядер радиоактивного изотопа. Каков период полураспада этого изотопа? 15 мин 20 мин 30 мин 1 час

Слайд 30

Задача №9 Определите коэффициент полезного действия атомной электростанции, расходующей за неделю уран-235 массой 1,4 кг, если её мощность равна 38 МВт. При делении одного ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. КПД электростанции – Ƞ=E 1 /E 2 Энергия, вырабатываемая электростанцией E 1 =P * t Энергия, выделяющаяся при делении урана E 2 = N * E 0 Количество распавшихся ядер урана N=m*Na/µ, где µ-молярная масса урана