независимо друг от друга предложили протонно-нейтронную модель ядра. Согласно этой
модели, атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Ядерные частицы получили название нуклоны.Протонно-нейтронная модель ядра
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Элементы ядерной физики
Содержание
- 1. Элементы ядерной физики
- 2. В 1932 году русский физик Иваненко и
- 3. Атомное ядроМодель ядра
- 4. Характеристики протона:время жизни свободного протона > 1032
- 5. Характеристики нейтрона:время жизни свободного нейтрона 12 мин.,
- 6. Каждое ядро содержит Z протонов и N
- 7. Изотопы – это ядра с одинаковым числом
- 8. 1Н11D2 1Т3
- 9. Изобары – атомные ядра различных элементов, имеющие
- 10. Корпускулярно-волновой дуализм
- 11. Протоны в ядре отталкиваются кулоновскими силами. Это
- 12. Свойства ядерных сил1) не зависят от заряда
- 13. дефект массы ядра.Энергия связи ядраЭнергия, которую
- 14. Дефект массы ядра - это разность между
- 15. Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, называется удельной энергией связи:
- 16. Удельная энергия связи ядер химических элементов
- 17. Из графика видно, что: у ядер с 0
- 18. Спин ядраЭто собственный момент импульса ядра — векторная сумма собственных и орбитальных моментов импульса нуклонов.
- 19. Магнитный момент ядрапропорционален спину ядра. Единица магнитных
- 20. РадиоактивностьЭто явление самопроизвольного испускания химическими элементами излучения
- 21. α- и β-лучи отклоняются магнитным полем в
- 22. Слайд 22
- 23. Основные типы ядерных превращения, приводящие к испусканию радиоактивных излучений
- 24. Правила смещения Содди при α− и β−распадеСумма
- 25. Возникает в результате туннелирования α-частицы сквозь потенциальный барьер, создаваемый ядерными силами. α-распад
- 26. β-распадПри β-распаде вместе с электроном испускается нейтральная
- 27. Корпускулярно-волновой дуализмПримеры α- и β-распадов
- 28. γ-излучениеγ- -излучение - это коротковолновые фотоны.Возникает в
- 29. Количество распадов, происходящих в данном количестве радиоактивного элемента за 1 секунду, называется активностью: Закон радиоактивного распада
- 30. Активность пропорциональна числу ядер радиоактивного вещества на данный момент времени
- 31. Период полураспада Т - время, за которое
- 32. Слайд 32
- 33. Приборы для регистрации радиоактивного излучения:Электрорегистраторы: сцинтилляционный счетчик,
- 34. Счетчик ГейгераХанс Гейгер
- 35. Треки элементарных частиц в толстослойной фотоэмульсии
- 36. Камера ВильсонаЧарльз Томсон Вильсон
- 37. Треки частиц в камере Вильсона
- 38. Треки частиц в камере Вильсона
- 39. Пузырьковая камера
- 40. Треки частиц в пузырьковой камере
- 41. Ядерные реакцииВзаимодействие атомного ядра с элементарной частицей
- 42. Для ядерной реакции необходимо, чтобы частицы сблизились
- 43. Атомное ядроЦепная ядерная реакция деленияЦепная ядерная реакция
- 44. Корпускулярно-волновой дуализмРеакция самоподдерживающаяся: k=1; развивающаяся: k>1; затухающая: k
- 45. Скорость развития цепной реакции деленияПусть Т –
- 46. Цепная реакция деления с k=2
- 47. Корпускулярно-волновой дуализм
- 48. Цепная ядерная реакция деления урана-235
- 49. Атомные электростанция
- 50. Атомная электростанция
- 51. Схема устройства ядерного реактора. Корпускулярно-волновой дуализм
- 52. Атомное ядроАтомный реактор
- 53. Слайд 53
- 54. Слайд 54
- 55. Реакция синтеза атомных ядерРеакция синтеза – это
- 56. Термоядерные реакцииЭто ядерные реакции между легкими атомными
- 57. Корпускулярно-волновой дуализм
- 58. Атомная бомба1 — корпус 2 —
- 59. Атомное ядроУстройство атомной бомбы
- 60. Атомная бомба
- 61. Атомное ядроАтомные бомбы «Малыш» и «Толстяк»
- 62. Фотография первого подводного ядерного взрыва на полигоне Новая
- 63. Атомное ядроАтомный взрыв
- 64. Испытание РДС-6с состоялось 12 августа 1953 г. Энерговыделение - 400 кт.
- 65. Атомная физика
- 66. Термоядерная бомба1 — инициирующий ядерный заряд (с
- 67. Корпускулярно-волновой дуализмТермоядерный взрыв
- 68. Атомное ядроТермоядерный взрыв
- 69. 25 Ноября 1955 года в 9:47 состоялось испытание первого советского термоядерного заряда мегатонного класса.
- 70. Водородная бомба
- 71. Самый мощный советский термоядерный заряд. Испытан 30 октября
- 72. Взрыв самой мощной термоядерной бомбы
- 73. Скачать презентанцию
В 1932 году русский физик Иваненко и немецкий физик Гейзенберг независимо друг от друга предложили протонно-нейтронную модель ядра. Согласно этой модели, атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Ядерные частицы получили
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2В 1932 году русский физик Иваненко и немецкий физик Гейзенберг
Слайд 4Характеристики протона:
время жизни свободного протона > 1032 лет
заряд qp =1.6·10-19
Кл;
масса mp =1а.е.м.=1.6724·10-27 кг = 938.3 МэВ;
спиновое число s =1/2;
собственный
магнитный момент μр=+2.79μя μя = еh /2mp = 5.05⋅ 10-27 Дж/T – ядерный магнетон.
Слайд 5Характеристики нейтрона:
время жизни свободного нейтрона 12 мин., схема распада
;
заряд qn = 0;
масса mn= 1.6748·10-27 кг = 939.55 МэВ;
спиновое число s=1/2;
собственный магнитный момент
μn= –1.91 μя;
Знак «—» показывает , что магнитные моменты протона и нейтрона антипараллельны.
Слайд 6Каждое ядро содержит Z протонов и N нейтронов. Z -
зарядовое число равное порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. Суммарное
число протонов и нейтронов в ядре - массовое число А:А = Z + N
Обозначение ядер:
Слайд 7Изотопы – это ядра с одинаковым числом протонов Z, но
различным количеством нейтронов N. Например, водород имеет три изотопа:
1Н1 –
обычный водород, протий (Z=1, N=0)1Н2 – тяжелый водород: дейтерий 1D2 (Z=1, N=1).
1Н3 – сверхтяжелый водород: тритий 1Т3 (Z=1, N=2).
1Н1 и 1Н2 – стабильны, 1Н3 – радиоактивен.
Слайд 9Изобары – атомные ядра различных элементов, имеющие одинаковые массовые числа.
Изотоны
– ядра с одинаковым числом нейтронов. Например 7N14 и 6C13
.Изомеры – радиоактивные ядра с одинаковыми Z и A, но различными периодами полураспада.
Слайд 11Протоны в ядре отталкиваются кулоновскими силами. Это не приводит к
разрушению ядер, так как между нуклонами в ядре действуют ядерные
силы неэлектрической природы. Взаимодействие нуклонов в ядре названо сильным взаимодействием.Ядерные силы
Слайд 12Свойства ядерных сил
1) не зависят от заряда нуклонов;
2) короткодействующие
(действуют на расстояниях, не превышающих 2·10-15 м);
3) насыщенные (удерживают
ограниченное число нуклонов);4) нецентральные (действуют не по кратчайшей прямой).
Слайд 13 дефект массы ядра.
Энергия связи ядра
Энергия, которую надо затратить, чтобы
расщепить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи атомного ядра.
Энергия связи ядра в момент слияния нуклонов выделяется в виде излучения. Из закона взаимосвязи массы и энергии
Слайд 14Дефект массы ядра - это разность между суммарной массой частиц,
составляющих ядро, и массой целого ядра Mя :
Слайд 17Из графика видно, что:
у ядер с 0
связи резко возрастает с ростом А.
у ядер с массовым числом
40<А<100 удельная энергия связи максимальна; у ядер с А>100 удельная энергия связи плавно убывает с ростом А;
Способы высвобождения внутриядерной энергии:
Деление тяжелых ядер (цепная реакция)
Синтез легких ядер (термоядерная реакция).
Слайд 18Спин ядра
Это собственный момент импульса ядра — векторная сумма собственных и орбитальных моментов импульса нуклонов.
Слайд 19Магнитный момент ядра
пропорционален спину ядра. Единица магнитных моментов ядер - ядерный
магнетон:
Он примерно в 660 раз меньше магнетона Бора, поэтому магнитные
свойства атомов определяются в основном магнитными свойствами его электронов.
Слайд 20Радиоактивность
Это явление самопроизвольного испускания химическими элементами излучения со значительной проникающей
способностью и ионизирующими свойствами. Радиоактивными являются все элементы с порядковым
номеромZ > 83.
Слайд 21α- и β-лучи отклоняются магнитным полем в противоположные стороны, а
γ-лучи не отклоняются совсем.
Излучение радиоактивных веществ состоит из трех
компонент: α-, β- и γ-излучения.
Слайд 24Правила смещения Содди при α− и β−распаде
Сумма зарядовых (массовых) чисел
до распада равняется сумме зарядовых (массовых) чисел после распада.
Слайд 25Возникает в результате туннелирования α-частицы сквозь потенциальный барьер, создаваемый ядерными
силами.
α-распад
Слайд 26β-распад
При β-распаде вместе с электроном испускается нейтральная частица – антинейтрино.
Она имеет нулевой заряд, спин ½, почти нулевую массу покоя.
β
-распад происходит в результате распада нейтрона внутри ядра по схеме:
Слайд 28γ-излучение
γ- -излучение - это коротковолновые фотоны.
Возникает в результате α- и
β-распада.
Спектр линейчатый, что подтверждает дискретность энергетических уровней энергии нуклонов
в ядре. Испускается дочерним, а не матерински ядром.
Не описывается правилами смещения Содди.
Слайд 29Количество распадов, происходящих в данном количестве радиоактивного элемента за 1
секунду, называется активностью:
Закон радиоактивного распада
Слайд 31Период полураспада Т - время, за которое распадается половина ядер.
Характеризует скорость распада.
Например: радий 88Ra226 имеет период полу-распада 1600
лет; торий 90Th231 25.64 часа; полоний 84Po212 - 3·10-7 с.
Слайд 33Приборы для регистрации радиоактивного излучения:
Электрорегистраторы: сцинтилляционный счетчик, ионизационная камера, газоразрядный
счетчик, полупроводниковый детектор;
Видеорегистраторы:
камера Вильсона, диффузионная камера, пузырьковая
камера, фотоэмульсии.
Слайд 41Ядерные реакции
Взаимодействие атомного ядра с элементарной частицей или с другим
ядром, в результате которого ядро превращается в ядро другого элемента,
называют ядерной реакцией. Впервые ядерную реакцию осуществил Резерфорд в 1919 г.
Слайд 42Для ядерной реакции необходимо, чтобы частицы сблизились на расстояние порядка
10–15 м.
Ядерные реакции подчиняются законам сохранения энергии, импульса, электрического и
барионного зарядов. Ядерные реакции могут протекать как с выделением, так и с поглощением кинетической энергии.
Слайд 43Атомное ядро
Цепная ядерная реакция деления
Цепная ядерная реакция деления – это
реакция, при которой происходит размножение падающих частиц. Коэффициент размножения нейтронов
k:где nt-1 – число нейтронов предыдущего поколение, nt – число нейтронов данного поколения.
Необходимое условие для развития цепной ядерной реакции : .
Слайд 44Корпускулярно-волновой дуализм
Реакция самоподдерживающаяся: k=1; развивающаяся: k>1; затухающая: k
– минимальная масса делящегося вещества, необходимая для поддержания реакции.
Цепные реакции
делятся на управляемые и неуправляемые. Неуправляемая цепная реакция -- атомная бомба. Управляемая цепная реакция -- ядерный реактор.
Цепная ядерная реакция деления
(продолжение)
Слайд 45Скорость развития цепной реакции деления
Пусть Т – среднее время жизни
одного поколения нейтронов, N – число нейтронов в данном поколении.
В следующем поколении их число равно kN, т.е. число нейтронов за одно поколениеТогда скорость нарастания цепной реакции:
Интегрируем:
Получаем:
Слайд 55Реакция синтеза атомных ядер
Реакция синтеза – это образование путем слияния
из легких ядер более тяжелых. Удельная энергия связи Есв резко
увеличивается при переходе от Н к He и Li, т.е. реакция синтеза должна сопровождаться выделением огромной энергии.
Слайд 56Термоядерные реакции
Это ядерные реакции между легкими атомными ядрами, протекающие при
очень высоких температурах (~107 К и выше). При этом вещество находится
в состоянии полностью ионизованной плазмы. Необходимость высоких температур объясняется тем, что для слияния ядер в термоядерной реакции необходимо, чтобы они сблизились на очень малое расстояние и попали в сферу действия ядерных сил. Этому сближению препятствуют кулоновские силы отталкивания, действующие между одноименно заряженными ядрами. Чтобы их преодолеть, ядра должны обладать очень большой кинетической энергией.
Слайд 58Атомная бомба
1 — корпус
2 — взрывной механизм
3 —
обычное взрывчатое вещество 4 — электродетонатор 5 — нейтронный отражатель
6 — ядерное горючее (235U) 7 — источник нейтронов 8 — процесс обжатия ядерного горючего направленным внутрь взрывомКорпускулярно-волновой дуализм
Слайд 62Фотография первого подводного ядерного взрыва на полигоне Новая Земля, бухта Чёрная,
21 сентября 1955 г., мощность 3,5 Кт, глубина 12 м
Слайд 66Термоядерная бомба
1 — инициирующий ядерный заряд (с разделенным на части
ядерным горючим) 2 — термоядерное горючее (смесь D и T)
3 — ядерное горючее (238U) 4 — инициирующий ядерный заряд после подрыва шашек обычного ВВ 5 — источник нейтронов. Излучение, вызванное срабатыванием ядерного заряда, порождает радиационную имплозию (испарение) оболочки из 238U, сжимающую и поджигающую термоядерное топливоКорпускулярно-волновой дуализм
Слайд 6925 Ноября 1955 года в 9:47 состоялось испытание первого советского
термоядерного заряда мегатонного класса.
Слайд 71Самый мощный советский термоядерный заряд. Испытан 30 октября 1961 года на неполную мощность.
Энерговыделение 50 Мт ТЭ. Музей ядерного оружия РФЯЦ–ВНИИЭФ. (Архив Минатома)
