Ядерный реактор. Радиоактивные превращения

• Устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, называется ядерным реактором . Первый ядерный реактор был построен в 1942 г. под руководством Э. Ферми , а второй — в СССР в 1946г. учеными во главе с И. В. Курчатовым .

— активная зона, где происходит цепная

реакция;

— замедлитель нейтронов;

— теплоноситель, уносящий выделяемую

энергию из активной зоны;

— отражатель нейтронов;

— стержни, регулирующие скорость цепных

реакций;

— стальная защитная оболочка;

— железобетонная биологическая защита;

— автоматическая система управления.

• В активной зоне реактора с тепловыми нейтронами в качестве ядерного горючего используют уран-235 . В природном уране доля изотопа урана-235 составляет всего лишь 0,7%, поэтому, чтобы это количество довести до 5%, его обогащают.
• Приготовленные из обогащенного урана так называемые тепловые элементы (ТЭ) помешают в стальную, герметически закрытую трубку. Трубку с ТЭ помещают в замедлитель нейтронов — вода или тяжелая вода. В зависимости от типа реактора в качестве замедлителя используют и графит.

• Энергию, выделяемую во время реакции, уносят с помощью теплоносителя.
• В основном в качестве теплоносителя используют обычную воду под высоким давлением . Высокое давление не дает воде закипеть.
• Хорошими теплоносителями являются тяжелая вода, водяной пар, газ гелия, жидкий натрий.

• Тяжёлая вода (оксид дейтерия) — имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: D 2 O или 2H 2 O . Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.
• По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды. Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной

• Активную зону окружают бериллиевым слоем , который уменьшает рассеивание нейтронов во внешнюю среду и отражает их.
• Снаружи окружают стальным панцирем для защиты от сильно проникающих у-лучей и нейтронов, а его еще раз окружают железобетоном толщиной в несколько метров.
• Скорость реакции меняется с помощью регулирующих стержней из бора или кадмия . Когда регулирующие стержни полностью введены в активную зону, реактор не работает. Основная часть нейтронов поглощается, цепная реакция не развивается.

• 4 2 Не – альфа – частица.
• 0 -1 е – бета – частица.
• 0 +1 е – позитрон.
• 1 1 Н – протон.
• 1 0 n – нейтрон.
• Ядерными реакциями называют процессы, результатом которых является перестройка атомных ядер.

1. Если самопроизвольный распад сопровождается испусканием α -частиц, распад называют α - распадом. Природу α -частиц исследовал и установил Резерфорд в 1908 г.

• Правило Содди в 1913 г. 1899г Резерфорд установил природу бета-частиц.
• электронный бета-распад
• позитронный бета-распад

• В 1900 г. Вилард открыл сильно проникающее слабое излучение. Лучи Виларда стали называться гамма-лучами.

- возбужденное материнское ядро

∆ Е=∆mc 2

«- » реакция происходит с поглощением

Законы сохранения в ядерных реакциях. Сохраняется массовое число (например 18) , заряд частиц до реакции и после(9е)

• Записать уравнение α – распад радона

1.Записать уравнение β – распада свинца

2. Назвать частицы Х, образующиеся в результате

реакции:

2. Назвать частицы Х, образующиеся в результате

реакции:

3. Каков состав ядра свинца

3. Каков состав ядра изотопа неона

4.Какой знак имеет заряд атомного ядра?

4.Чему равен заряд гамма - лучей?

• 5. Что называется массовым числом ядра?
• 5. Что такое нуклоны ?
• 6. Как изменится положение химического элемента в таблице Менделеева после β распада ядер его атомов?
• 6. Как изменится положение химического элемента в таблице Менделеева после α распада ядер его атомов?

• ∆ N = N 0 – N сколько распалось атомов
• N 0 – число нераспавшихся атомов в начальный момент времени
• N -число нераспавшихся ядер за время t
• Т 1/2 – период полураспада, промежуток времени необходимый для распада половины радиоактивных ядер

активность радиоактивного распада, т.е. число ядер, распавшихся за единицу времени .

Измеряется – беккерель или кюри(Ки)

• Измеряя скорость распада, можно определить возраст любой археологической находки. За это открытие американский физик Либби удостоен Нобелевской премии 1960г

• 7.Активность радиоактивного элемента уменьшилась в 4 раза за 8 суток. Найти период полураспада.
• 7. Сколько атомов осталось после распада полония в течение 25 суток? Период полураспада - 138 суток

Начальное количество атомов   6*20 28