Урок физики в 11 классе "Ядерный реактор"

Тест по теме: "Ядерный реактор. Преобразование внутренней энергии атомных ядер в электрическую энергию". Составлен по материалам учебника "Физика 9 класс" А.В. Перышкин, Е.М. Гутник.

Вопрос 1

Ядерный реактор - это...

1) прибор для измерения радиации.

2) устройство, для осуществления управляемой ядерной реакции.

3) устройство, для осуществления неуправляемой ядерной реакции.

Вопрос 2

Какое вещество является топливом для ядерного реактора?

1. Цезий-237

2. Стронций

3. Уран-235

Вопрос 3

Как еще называют ядерный реактор?

1. Реактор на медленных нейтронах.

2. Реактор на медленных протонах.

3. Реактор на быстрых электронах.

Вопрос 4

Что находится в активной зоне реактора?

1. Дизельное топливо.

2. Ядерное топливо.

3. Вода.

Вопрос 5

Для управления реакцией служат...

1. проводящие каналы.

2. бетонные перегородки.

3. регулирующие стержни.

Вопрос 6

Вода в активной зоне реактора служит...

1. ускорителем

2. замедлителем

3. теплоносителем

ФИЗИКА 9 КЛ. ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ АТОМНЫХ ЯДЕР В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ

1. Что такое ядерный реактор?

Ядерный реактор - это устройство, способное осуществлять управляемую ядерную реакцию.

1. Какой реактор называется реактором на медленных нейтронах?

Реактор, работающий на уране-235, называется реактором на медленных нейтронах. Уран-235 наиболее эффективно делится под действием медленных нейтронов. Поскольку при делении ядер образуются в основном быстрые нейтроны, их необходимо замедлять. Для этого в реакторе с таким ядерным топливом используется замедлитель нейтронов.

1. В чем заключается управление ядерной реакцией?

Управление ядерной реакцией заключается в регулировании скорости размножения свободных нейтронов в уране, чтобы их число оставалось неизменным. При этом цепная реакция будет продолжаться столько времени, сколько это необходимо, не прекращаясь и не приобретая взрывного характера.

1. Из каких основных частей состоит реактор?

Основные части реактора на медленных нейтронах: - делящееся вещество (ядерное топливо в виде урановых стержней), - защитная оболочка, - активная зона, - отражатель, - замедлитель нейтронов (вода), - теплообменник.

1. Что находится в активной зоне?

В активной зоне реактора находятся урановые стержни, являющиеся ядерным топливом, регулирующие стержни, поглощающие нейтроны, вода, служащая замедлителем нейтронов и теплоносителем. Активная зона окружена слоем вещества, отражающего нейтроны (отражатель), и защитной оболочкой из бетона, задерживающей нейтроны и другие частицы.

1. Для чего нужно, чтобы масса каждого уранового стержня была меньше критической массы?

Масса каждого уранового стержня значительно меньше критической, поэтому в одном стержне цепная реакция происходить не может (это делается специально из соображений безопасности). Цепная реакция начинается после погружения в активную зону всех урановых стержней, т. е. когда масса урана достигнет критического значения.

1. Для чего нужны регулирующие стержни? Как ими пользуются?

Для управления цепной реакцией служат регулирующие стержни, эффективно поглощающие нейтроны. При их полном погружении в активную зону цепная реакция идти не может. Для запуска реактора регулирующие стержни постепенно выводят из активной зоны до тех пор, пока не начнётся цепная реакция деления ядер урана.

1. Какую вторую функцию (помимо замедления нейтронов) выполняет вода в первом контуре реактора?

Активная зона реактора посредством труб соединяется с теплообменником, образуя так называемый первый замкнутый контур. Насосы обеспечивают циркуляцию воды в этом контуре. Вода, нагретая в активной зоне за счёт внутренней энергии атомных ядер, проходя через теплообменник, нагревает воду в змеевике второго контура, превращая её в пар. Таким образом, вода в активной зоне реактора служит не только замедлителем нейтронов, но и теплоносителем, отводящим тепло.

1. Какие процессы происходят во втором контуре?

Во втором контуре пар, образовавшийся в змеевике, вращает турбину. Турбина приводит во вращение ротор генератора электрического тока. Отработанный пар поступает в конденсатор и превращается в воду. Затем весь цикл повторяется. Таким образом, непрерывно вырабатывается электрический ток.

1. Какие преобразования энергии происходят при получении электрического тока на атомных электростанциях?

При получении электрического тока на атомных электростанциях происходят следующие преобразования энергии: Внутренняя энергия атомных ядер урана при делении частично переходит в кинетическую энергию нейтронов и осколков. Нейтроны и осколки, разлетаясь с большой скоростью, попадают в воду. Их кинетическая энергия частично переходит во внутреннюю энергию воды. Вода нагревается и, проходя через теплообменник, передает свою энергию воде, находящейся в змеевике, превращая ее в пар. Здесь внутренняя энергия воды переходит во внутреннюю энергию пара, а затем в его кинетическую энергию. Далее кинетическая энергия пара переходит в кинетическую энергию ротора турбины и ротора генератора. На выходе кинетическая энергия ротора генератора превращается в электрическую энергию