Искусственная радиоактивность. Ядерные реакции

11 класс Урок ______ Дата ________

ИСКУССТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

Цель: углубить представление о явлении радиоактивности; познакомить обучающихся с возможностью преобразования ядер химических элементов с помощью ядерных реакций

Планируемые результаты

Предметные:

• сформировать понятие искусственной радиоактивности, понимать механизм её образования;

• уметь составлять уравнения ядерных реакций;

• получат возможность применять полученные знания в новой ситуации

Метапредметные:

• продолжить развитие навыков работы с таблицами и схемами, умения выделять главное;

• умение планировать свою деятельность, определять цель, обнаруживать и формулировать проблему урока, работать по плану, выдвигать версии, оценивать степень успешности достижения цели;

• развитие внимательности, навыков работы с таблицами и схемами, умений сравнивать, анализировать и обобщать факты

Личностные:

• развитие интеллектуальных способностей (абстрактного мышления, памяти, внимания, речи, способности воспринимать, обрабатывать и обобщать информацию);

• расширение представлений о физической картине мира

Тип урока: комбинированный урок

Оборудование: ПК, интерактивная доска

ХОД УРОКА:

1. Организационный этап

2. Актуализация опорных знаний

Самостоятельная работа

1. Что такое радиоактивность?

2. Кем, когда открыто это явление?

3. Какова природа α-излучения? Какова проникающая способность?

4. Какова природа β-излучения? Какова проникающая способность?

5. Какова природа γ-излучения? Какова проникающая способность? Что такое позитрон?

6. Что такое α-распад?

7. Что такое β-распад?

8. Записать правило смещения для α-распада.

9. Записать правило смещения для β-распада.

10. Что называют периодом полураспада?

11. Сформулируйте закон радиоактивного распада.

12. Запишите формулу, выражающую закон радиоактивного распада.

1. Изучение нового материала (Презентация)

Превращение атомных ядер

Ядра, которые возникли в результате радиоактивного распада, в свою очередь также могут быть радиоактивны. Возникает цепочка радиоактивных превращений. Ядра, связанные с этой цепочкой, образуют радиоактивный ряд или радиоактивное семейство.

В природе существует три радиоактивных семейства:

• урана ²³⁸ ₉₂U → ²⁰⁶ ₈₂Pb,

• тория ²³² ₉₀Th→ ²⁰⁸ ₈₂Pb 

актиния ²³⁵ ₈₉Ac→ ²⁰⁷ ₈₂Pb 

Ядерные реакции

http://school-collection.edu.ru/catalog/res/669bee8d-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/?interface=catalog

Первая ядерная реакция была осуществлена Э. Резерфордом в 1919 году во время опытов по обнаружению протонов в продуктах распада ядер. Резерфорд бомбардировал атомы азота α-частицами. После столкновения частиц происходила ядерная реакция, протекавшая по такой схеме: ¹⁴ ₇N + ⁴ ₂He → ¹⁷ ₈O + ¹ ₁H

Изменения атомных ядер при взаимодействии их друг с другом или другими частицами называются ядерными реакциями.

Ядерные реакции могут протекать при бомбардировке атомов быстрыми заряженными частицами (протоны, нейтроны, α-частицы, ионы). Первая реакция такого рода была осуществлена в 1932 году с помощью протонов большой энергии, полученных на ускорителе:

⁷ ₃Li + ¹ ₁H → ⁴ ₂Не + ⁴ ₂Не

Энергетический выход ядерных реакций

Ядерные реакции могут происходить как с поглощением энергии, так и с выделением энергии. Тип реакции легко определить по массам ядер или частиц, вступающих в реакцию и являются продуктами этой реакции. Если суммарная масса ядер и частиц уменьшается после реакции на Δm, то энергия покоя уменьшается на ΔЕ = Δmс². Согласно закону сохранения энергии именно такая энергия должна выделиться в результате ядерной реакции. В таком случае говорят о энергетический выход ΔЕ ядерной реакции.

Если суммарная масса ядер и частиц увеличивается после реакции на Δm, то энергия покоя увеличивается на ΔЕ = Δmс², то есть соответствующая энергия при такой реакции поглощается. Если не учитывать энергию γ-квантов, то кинетическая энергия продуктов реакции должна быть на ΔЕ меньше кинетической энергии ядер и частиц, вступивших в реакцию.

Энергетический выход реакции можно определить и по разности суммарной энергии связи ядер, образующихся и исходных ядер.

Энергия ядерной реакции: Q = 931,5 (ΣM_i – ΣM_k) МэВ,

где ΣМi – сумма масс частиц, вступающих в ядерную реакцию; ΣМk – сумма масс частиц, образующихся в а. е. м.

Если Q  0 – реакция называется экзоэнергетической, поэтому что происходит с выделением энергии.

Если Q 0 – реакция называется эндоэнергетической и для его возбуждения необходимо затратить энергию (например, ускорить частицы, то есть передать им достаточную кинетическую энергию).

ФИЗМИНУТКА

1. Включение нового знания в систему

1. Вследствие цепочки радиоактивных распадов ²³⁸ ₉₂U превращается в ²⁰⁶ ₈₂Pb. Сколько при этом происходит α- и β-распадов?

Решение:

Схема реакции: ²³⁸ ₉₂U → ²⁰⁶ ₈₂Pb + y · ⁰ _{– 1}е + х · ⁴ ₂Не

Из закона сохранения массового числа определяем x:

238 = 206 + x · 4, отсюда x = 8.

Из закона сохранения зарядового числа определяем y:

92 = 82 – y ·1 + 8 · 2, отсюда y = 6.

Ответ: 8 α-распадов и 6 β-распадов. Это и есть радиоактивный ряд урана.

1. Написать недостающие обозначения в ядерных реакциях:

1. Тренировочные задания:

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4918/train/48469/

1. Домашнее задание

• Изучить § 87,

• Выполнить Зад. ЕГЭ (3 – 5) – с. 331

1. Подведение итогов Рефлексия