МКОУ
«Аракская средняя общеобразовательная школа
имени »
Выполнила: ученица 11 кл.
Руководитель:
Арак-2014
Оглавление
Атомное ядро. 2
Строение атомного ядра. 3
Ядерные силы.. 4
Ядерные Реакции. 5
Энергия связи и Дефект массы ядра. 5
Термоядерные реакции. 6
Биологическое действие ионизирующих излучений. 7
Цепная реакция деления. 7
Атомное ядро
Атомное ядро представляет собой положительно зараженную центральную часть атома, в которой сосредоточено 99,96 % его массы.
Большинство атомных ядер имеют шарообразную форму с радиусом 10-15 м, а также плотностью p ~ 2,7 х 1017 кг/м3.
Первые экспериментальные данные о ядре были получены Э. Резерфордом в 1910 г.
К оглавлению
Строение атомного ядра
Строение атомного ядра удалось определить в 1932г. после того, как была открыта новая частица - нейтрон.
В том же году и в СССР, В. Гейзенберг в Германии и Э. Майорана в Италии почти одновременно предложили протонно-нейтронную модель строения ядра.
Общее число частиц в ядре обозначают буквой A и называют массовым числом атомного ядра.
1. П р о т о н. Эта частица обозначается буквой p. Частица обладает массой qp= e и массой mp= 1836, 2 me( me - масса электрона).
Число протонов в ядре равно количеству электронов в нейтральном атоме и совпадает с атомным номером химического элемента в таблице :
|
2. Н е й т р о н. Эта частица обозначается буквой n. Она нейтральна ( qn=0) и обладает массой mn=1838,7 me.
Число нейтронов N в атомном ядре находится как разность между общим числом А всех частиц в ядре и количеством протонов в нем Z.
|
По современным представлениям протон и нейтрон являются двумя разными состояниями одной и той же частицы - нуклона. Нуклон в заряженном состоянии является протоном, в нейтральном состоянии - нейтроном. В состав нуклонов входят фундаментальные частицы, называемые кварками. Частицы, состоящие из трех кварков, в современной физике называют барионами.
Закон сохранения барионного заряда постоянно. Поскольку протоны и нейтроны являются барионами, то их число в атомном ядре (массовое число А) одновременно является и барионным зарядом данного ядра.
Разновидности данного химического элемента, различающиеся массовым числом своих ядер, называются изотопами.
К оглавлению
Ядерные силы
Квантовая физика объясняет существование атомных ядер действием внутри их особых, ядерных сил, отличающихся по своей природе и от электромагнитных сил, и от гравитационных. Вот некоторые из их свойств:
1) ядерные силы обеспечивают притяжение нуклонов друг к другу, причем независимо от того, в каком зарядовом состоянии (протонном или нейтронном ) эти нуклоны находятся;
2) ядерные силы на 2-3 порядка интенсивнее электромагнитных;
3) ядерные силы имеют короткодействующий характер, т. е. проявляются лишь на очень малых расстояниях, сравниваемых с радиусом атомного ядра;
4) ядерные силы, по крайней мере частично, имеют обменный характер;
Существование квантов было предсказано в 1935г. двадцативосьмилетним японским физиком Хидеки Юкава. На примере ядерных сил физики столкнулись с новым типом фундаментального взаимодействия - сильным взаимодействием.
К оглавлению
Ядерные Реакции
Ядерными реакциями называют превращение атомных ядер в результате взаимодействия друг с другом или какими-либо элементарными частицами.
Символически ядерную реакцию можно представить так
α+X Y+b
α+X - положено называть входным каналом, Y+b - выходным каналом.
Энергетическим выходом ядерной реакции или энергией реакции Q называется разность кинетических энергий конечного и начального состояний частиц, участвующих в ядерной реакции:
 |
К оглавлению
Энергия связи и Дефект массы ядра
По закону сохранения энергии:
Е0 + Есв = Енукл.
Отсюда энергия ядра:
Е0 = Енукл - Есв.
Для нахождения энергии связи, приходящейся на 1 нуклон, разделим полную энергию связи на число нуклонов в ядре
ε = Есв /А
эта величина называется удельной энергией связи.
На рисунке представлен график зависимости удельной энергии от массового числа :
К оглавлению
Термоядерные реакции
Термоядерными реакциями называются ядерные реакции между лёгкими атомными ядрами, протекающие при очень высоких температурах.
Сюда относятся реакции термоядерного синтеза, т. е. реакции, в которых из лёгких ядер синтезируются более тяжёлые.
Осуществление управляемой реакции термоядерного синтеза (УТС) сулит человечеству новый, практически неисчерпаемый источник энергии.
В настоящее время лишь удалось осуществить лишь неуправляемую реакцию синтеза взрывного типа в водородной бомбе.
К оглавлению
Биологическое действие ионизирующих излучений
Ионизирующими называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к ионизации её атомов и молекул. Сюда относятся рентгеновские и гамма-лучи, а также потоки альфа-частиц, электронов, протонов и нейтронов.
Действие радиации приводит к появлению у человека лучевой болезни.
Мерой ожидаемой радиационной опасности является физическая величина, обозначаемая буквой H и называемая эквивалентной дозой излучения:
H = KхE/m
K - это коэффициент качества излучения, E/m в этой формуле выражает энергию ионизирующего излучения, поглощенную единицей массы облученного вещества.
Единицей эквивалентной дозы в СИ является 1 Зв (зиверт). Также распространена внесистемная единица дозы - 1 бэр=0,01 Зв.
Доза, получаемая организмом в единицу времени, называется мощностью дозы.
К оглавлению
Цепная реакция деления
Самоподдерживающаяся реакция деления тяжелых ядер, в которой непрерывно воспроизводятся нейтроны, делящие все новые ядра, называется цепной реакцией деления.
Коэффициентом размножения нейтронов называется отношение числа нейтронов в одном каком-либо поколении цепной реакции к породившему их числу нейтронов предшествующего поколения.
Этому определению соответствует два разных случая:
k> 1 и k=1.
Устройство, в котором осуществляется управляемая цепная реакция ядерного деления, называется ядерным реактором.
К оглавлению
