Ланцюгова ядерна реакція.�Ядерний реактор
Ядерна реакція
У 1939 р. було відкрито дуже важливе явище — поділ ядер Урану внаслідок бомбардування їх нейтронами.
Така реакція поділу супроводжується виділенням енергії, яка може бути використана на практиці.
Розщеплення ядра – поділ важкого атомного ядра на два (рідше три) ядра, які називають осколками поділу.
Схема поділу ядер Урану
А.
Частина нейтронів захоплюється ядрами Урану
Схема поділу ядер Урану
Б.
Ядро переходить у збуджений стан й набуває витягнутої форми, поступово розтягуючись
Схема поділу ядер Урану
В.
Збуджене ядро розпадається на два уламки, при цьому вивільнюється два-три нейтрони.
Уламки й нейтрони набувають кінетичної енергії й розлітаються з великими швидкостями.
Ланцюгова ядерна реакція
Нейтрони, що вивільнилися, у свою чергу можуть викликати поділ наступних ядер Урану.
Кількість ядер, що розщеплюються, буде швидко зростати – відбуватиметься ланцюгова ядерна реакція.
Ланцюгова ядерна реакція
У ході ланцюгової ядерної реакції виділяється велика кількість енергії у вигляді тепла.
Під час поділу кожного ядра Урану виділяється невелика кількість енергії — приблизно 3,2⋅10−11 Дж.
Але, якщо розпадуться всі ядра, що містяться, наприклад, в одному молі урану ( 6,02⋅1023 ядер), енергія, яка виділиться, дорівнюватиме приблизно 19,2⋅1012 Дж.
Розпад 1 кг урану дає стільки ж енергії, скільки
Спалювання 1500 т нафти
Спалювання 2500 т кам'яного вугілля
Спалювання 4000000 м3 газу
Падіння
50000000 м3 води з висоти 30 м
Ядерний реактор
ТВЕЛи - тепловидільні елементи
Основні елементи ядерного реактора:
Роль уповільнювача сповільнювати нейтрони до теплових швидкостей, щоб ядрам Урану легше було б їх захопити
Ядерний реактор – пристрій, призначений для здійснення керованої ланцюгової реакції поділу, яка завжди супроводжується виділенням енергії.
Реактори на швидких нейтронах
Принцип роботи атомної�електростанції
Види електростанцій у світі (за станом на кінець XX ст.)
0,01
0,3
4. Геотермальні, вітряні, сонячні
10,1
15,6
3. Атомні
13,5
20,4
2. Гідроелектростанції
76,4
63,7
1. Паливоспалювальні
Країни СНД, %
Увесь світ, %
Види електростанцій
Термоядерний синтез
Реакція злиття легких ядер у більш важкі, яка відбувається за дуже високих температур (понад 108 К) і супроводжується виділенням енергії, називають термоядерним синтезом.
У природі термоядерні реакції відбуваються в надрах зір, де ізотопи Гідрогену перетворюються на Гелій.
Домашнє завдання
2. Розв’язати задачі за посібником.
Задача 16.31. Скільком МеВ відповідає енергія
Дж?
Задача 16.32. Яка кількість енергії виділиться в результаті радіоактивного розпаду всіх атомів Урану, які містяться в 1,95 кг урану? Маса атома Урану дорівнює кг.
При розпаді одного атома Урану виділяється енергія, яка дорівнює 200 МеВ.
Домашнє завдання
Задача 16.39. На яку висоту можна підняти кам’яну брилу масою 1000 т за рахунок енергії, що виділяється в результаті радіоактивного розпаду 1 г урану? В 1 г міститься приблизно
При розпаді одного атома Урану виділяється енергія, яка дорівнює 200 МеВ.
атомів Урану.
Дякую за увагу!!!