1. Строение атома. Опыты Резерфорда.1. Строение атома. Опыты Резерфорда.

2. Модель атома Резерфорда.2. Модель атома Резерфорда.

3. Радиоактивное превращение атомных ядер.3. Радиоактивное превращение атомных ядер.

4. Состав атомного ядра.4. Состав атомного ядра.

5. Деление ядер урана.5. Деление ядер урана.

6. Ядерный реактор.6. Ядерный реактор.

7. Использование атомной энергии.7. Использование атомной энергии.

1. и распад.1. и распад.

2. Закон сохранения массового и зарядового числа.2. Закон сохранения массового и зарядового числа.

3. Изотопы.3. Изотопы.

4. Термоядерная реакция.4. Термоядерная реакция.

2 - 4

5

7 - 96

13 - 1510 -12

16

18

17

19

20

1896 г.1896 г. Анри Беккерель (франц.) Анри Беккерель (франц.) открыл явление радиоактивности. открыл явление радиоактивности. РадиоактивностьРадиоактивность – – способность атомов к способность атомов к самопроизвольному излучению.самопроизвольному излучению.1899 г. 1899 г. Эрнест Резерфорд Эрнест Резерфорд обнаружил, что это излучение обнаружил, что это излучение неоднородно.неоднородно.

Опыты РезерфордаОпыты Резерфорда1. В толстостенный свинцовый сосуд 1. В толстостенный свинцовый сосуд положили крупицу радия.положили крупицу радия.Излучение радия обнаружили с помощью Излучение радия обнаружили с помощью фотопластинки. фотопластинки.

2. 2. Вокруг цилиндра создали сильное Вокруг цилиндра создали сильное магнитное поле.магнитное поле.Излучение разделилось на три потока.Излучение разделилось на три потока.

СледовательноСледовательно, излучение состоит из , излучение состоит из потоков положительных частиц, потоков положительных частиц, отрицательных и нейтральных.отрицательных и нейтральных.Положительные назвали альфа-Положительные назвали альфа-частицами ( - частицы);частицами ( - частицы);Отрицательные – бета-частицы ( - Отрицательные – бета-частицы ( - частицы);частицы);Нейтральные – гамма-частицы ( - Нейтральные – гамма-частицы ( - частицы) или - квантами или фотонами.частицы) или - квантами или фотонами.

N

S

Стеклянный экран, покрытый Стеклянный экран, покрытый специальным веществомспециальным веществом

Радиоактивное вещество, Радиоактивное вещество, излучающее - частицы.излучающее - частицы.

Фольга из исследуемого Фольга из исследуемого металламеталла

1911 г.1911 г. Резерфорд проводит Резерфорд проводит опыты по исследованию опыты по исследованию строения атома.строения атома.1. Все частицы попадают на 1. Все частицы попадают на экран.экран.

2. Сильное отклонение - 2. Сильное отклонение - частиц – результат действия частиц – результат действия на них положительно на них положительно заряженной части атома, заряженной части атома, имеющей довольно большую имеющей довольно большую массу.массу.

- частицы ядро

По Резерфорду атом имеет По Резерфорду атом имеет планетарное строение.планетарное строение.В центре находится положительно В центре находится положительно заряженное ядро.заряженное ядро.Вокруг ядра движутся электроны.Вокруг ядра движутся электроны.Атом нейтрален, т.к. заряд ядра Атом нейтрален, т.к. заряд ядра равен общему заряду электронов.равен общему заряду электронов.

Такое строение атома объясняет Такое строение атома объясняет поведение - частиц поведение - частиц

1903 г. 1903 г. Эрнест Резерфорд и Эрнест Резерфорд и Фредерик СоддиФредерик Содди обнаружили, что обнаружили, что при - распаде происходит при - распаде происходит превращение одного химического превращение одного химического элемента в другой.элемента в другой.Реакция - распада:Реакция - распада:

++

В дальнейшем было установлено, В дальнейшем было установлено, что превращение происходит и при что превращение происходит и при - распаде. - распаде.

++ + +

Ядро Ядро

- частица- частица

- излучение- излучение

электронэлектрон

- излучение- излучение

Ra226

88 He42Rn222

86

К4019 Са4020 е01 ~00

ВЫВОДЯдра атомов состоят из более мелких частиц.

1919 г. 1919 г. Резерфорд исследовал Резерфорд исследовал взаимодействие - частиц с ядрами взаимодействие - частиц с ядрами атомов азота. При этом, из ядра атома атомов азота. При этом, из ядра атома азота вылетала частица, которую он азота вылетала частица, которую он назвал назвал протоном протоном (первый).(первый).

Позднее с помощью камеры Вильсона Позднее с помощью камеры Вильсона было доказано, что это действительно было доказано, что это действительно положительно заряженная элементарная положительно заряженная элементарная частица, которая является ядром атома частица, которая является ядром атома водорода.водорода.Кроме того, образовалось ядро атома Кроме того, образовалось ядро атома кислорода.кислорода. + ++ + - - ядро атома водорода или протон.ядро атома водорода или протон.Обозначается - , имеет массу ≈ 1а.е.м.Обозначается - , имеет массу ≈ 1а.е.м.и заряд равный заряду электрона.и заряд равный заряду электрона.

He42N147 О178 Н11Н11p11

1920 г. 1920 г. Резерфорд предполагает Резерфорд предполагает существование в ядре нейтральной существование в ядре нейтральной частицы с массой равной массе протона.частицы с массой равной массе протона.

В 30-х гг.В 30-х гг. при бомбардировке ядер при бомбардировке ядер бериллия - частицами было обнаружено бериллия - частицами было обнаружено новое излучение, которое назвали новое излучение, которое назвали бериллиевым.бериллиевым.

1932 г. 1932 г. Джеймс ЧедвигДжеймс Чедвиг (англ.) (англ.) доказал, что бериллиевое излучение - это доказал, что бериллиевое излучение - это поток электрически нейтральных частиц с поток электрически нейтральных частиц с массой равной массе протона.массой равной массе протона.Эти частицы назвали Эти частицы назвали нейтронами.нейтронами.

n10

N – N – число нейтроновчисло нейтронов

1932 г. 1932 г. Д.Д.Иваненко Д.Д.Иваненко (рус.), (рус.), В.Гейзенберг В.Гейзенберг (нем.) (нем.) предложили предложили протонно-нейтронную модель протонно-нейтронную модель строения ядра:строения ядра:ядро состоит из протонов и нейтронов – ядро состоит из протонов и нейтронов – нуклонов.нуклонов.

ПРИМЕР.ПРИМЕР. А = 56, А = 56, ZZ = = 26 26, , N = 30N = 30

Общее число нуклонов в ядре называется массовым числом и обозначается А

Число протонов в ядре называется зарядовым числом и обозначается Z

XAZ

A = Z+N

Fe5626

Число протонов для данного элемента постоянное.Число нейтронов может быть больше числа протонов, ономожет меняться(получаем ИЗОТОПЫ вещества)

1939 г.1939 г. Отто Ган и Фриц Отто Ган и Фриц ШтрассманШтрассман (нем.) открыли (нем.) открыли деление ядер урана. деление ядер урана.

Ядра урана бомбардируют Ядра урана бомбардируют нейтронами. нейтронами. Если нейтрон попадает в Если нейтрон попадает в нестабильное ядро, то оно делится нестабильное ядро, то оно делится на два более стабильных ядра, на два более стабильных ядра, которые разлетаются с огромной которые разлетаются с огромной скоростью.скоростью.При этом они испускают 2-3 При этом они испускают 2-3 нейтрона.нейтрона.Осколки ядра тормозятся и при этом Осколки ядра тормозятся и при этом передают свою энергию передают свою энергию окружающей среде окружающей среде

U23592

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОТЕКАНИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОТЕКАНИЕ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ

1. МАССА УРАНА.1. МАССА УРАНА.

2. НАЛИЧИЕ ОТРАЖАЮЩЕЙ ОБОЛОЧКИ (бериллий).2. НАЛИЧИЕ ОТРАЖАЮЩЕЙ ОБОЛОЧКИ (бериллий).

3. НАЛИЧИЕ ПРИМЕСЕЙ.3. НАЛИЧИЕ ПРИМЕСЕЙ.

4. НАЛИЧИЕ ЗАМЕДЛИТЕЛЯ НЕЙТРОНОВ – графит, вода, тяжелая 4. НАЛИЧИЕ ЗАМЕДЛИТЕЛЯ НЕЙТРОНОВ – графит, вода, тяжелая вода.вода.

Наименьшая масса урана, при которой возможно протекание цепной реакции,называется критической массой

Ядерный реактор Ядерный реактор является частью является частью атомной электростанцииатомной электростанции

СТРОЕНИЕ ЯДЕРНОГО СТРОЕНИЕ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРАРЕАКТОРА

1.1. Активная зонаАктивная зона. . В ней В ней находятся:находятся: ядерное топливоядерное топливо – – обогащенный уран-235;обогащенный уран-235; замедлитель нейтроновзамедлитель нейтронов (вода).(вода).2. Для управления реакцией служат 2. Для управления реакцией служат регулирующие стержнирегулирующие стержни..3.3. Теплообменник.Теплообменник.4. Активная зона окружена 4. Активная зона окружена отражателем отражателем из бериллияиз бериллия ии защитной оболочкойзащитной оболочкой из из бетонабетона

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯЯДЕРНОГО РЕАКТОРАЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

1. 1. В активной зоне происходит В активной зоне происходит управляемая ядерная реакция, в управляемая ядерная реакция, в результате которой выделяется результате которой выделяется энергия.энергия.2. Энергия передается воде.2. Энергия передается воде.3. Горячая вода поступает в 3. Горячая вода поступает в теплообменник, где нагревает теплообменник, где нагревает воду, превращая ее в пар.воду, превращая ее в пар.4. Вода остывает и возвращается 4. Вода остывает и возвращается в активную зону.в активную зону.

Это первый замкнутый Это первый замкнутый контур.контур.

5. Пар вращает турбину (отдает 5. Пар вращает турбину (отдает ей свою энергию) и ей свою энергию) и конденсируется.конденсируется.6. Насос перекачивает воду в 6. Насос перекачивает воду в теплообменник.теплообменник.

Это второй замкнутый Это второй замкнутый контур.контур.

1. АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.1. АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.1942 г. 1942 г. Под руководством Э.Ферми в Под руководством Э.Ферми в США был построен первый ядерный США был построен первый ядерный реактор.реактор.1946 г. 1946 г. Под руководством И.В.Курчатова Под руководством И.В.Курчатова был создан первый ядерный реактор в был создан первый ядерный реактор в СССР.СССР.1954 г. 1954 г. В СССР была введена в действие В СССР была введена в действие первая в мире атомная станция.первая в мире атомная станция.2. Техника.2. Техника.1. Космические корабли.1. Космические корабли.2. Атомные ледоколы.2. Атомные ледоколы.3. Атомные подводные лодки.3. Атомные подводные лодки.3. Ядерное оружие.3. Ядерное оружие.

ПРАВИЛО СМЕЩЕНИЯ ДЛЯ - РАСПАДАПри - распаде химического элемента образуется элемент, расположенный в таблице Д.И.Менделеева на 2 клетки ближе к ее началу.

При - распаде ядро радиоактивного элементаПри - распаде ядро радиоактивного элементаизлучает излучает - частицу- частицу и образуется ядро другого химического и образуется ядро другого химического элемента, зарядовое число которого на 2 элемента, зарядовое число которого на 2 единицы меньше, чем у исходного. единицы меньше, чем у исходного.

При - распаде ядро радиоактивного элементаПри - распаде ядро радиоактивного элементаизлучает электрон ( - частицу) излучает электрон ( - частицу) и нейтральную частицу – и нейтральную частицу – антинейтрино.антинейтрино.В результате число протонов в ядре В результате число протонов в ядре увеличивается на единицу, т.е. увеличивается увеличивается на единицу, т.е. увеличивается зарядовое число, образуется новый зарядовое число, образуется новый химический элемент.химический элемент.

- распад- распад

- распад- распад

2222222262268888

44228686

~4040

-1-1202019194040 00

00

00

ПРАВИЛО СМЕЩЕНИЯ ДЛЯ - РАСПАДАПри - распаде химического элемента образуется элемент, расположенный в таблице Д.И.Менделеева на 1 клетку ближе к ее концу.

RnRnRaRa ++ HeHe

eeKK CaCa ++++

Массовые числа химических элементов.Массовые числа химических элементов.

Зарядовые числа химических элементов.Зарядовые числа химических элементов.

2222222262268888

44228686 RnRnRaRa ++ HeHe

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССОВОГО ЧИСЛА И ЗАРЯДА.

В процессе радиоактивного распада массовое число и заряд распадающегося ядра атома равны суммам

массовых чисел и зарядов образовавшихся в результатераспада веществ.

ИЗОТОПЫ –разновидности химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер.

2342349292 UU 235235

9292 UU2362369292 UU

1111 HH

2211 HH

3311 HH

ПРИМЕРЫ:ПРИМЕРЫ:11. Изотопы урана. Изотопы урана

2. Изотопы водорода2. Изотопы водорода - - протий - дейтерий - тритийпротий - дейтерий - тритий

Все химические элементы имеют одинаковое зарядовое число, Все химические элементы имеют одинаковое зарядовое число, т.е. одинаковое число протонов, но разное массовое число, т.е. т.е. одинаковое число протонов, но разное массовое число, т.е. разное число нейтроновразное число нейтронов..

Существование у химических элементов изотопов – причина Существование у химических элементов изотопов – причина того, что массовые числа многих элементов числа дробные.того, что массовые числа многих элементов числа дробные.ПРИМЕР:ПРИМЕР: 4040,078,078

2020CaCa

ПРИМЕР.ПРИМЕР.При слиянии изотопов водородаПри слиянии изотопов водородаобразуется гелий образуется гелий и излучается нейтрон. и излучается нейтрон. При этом выделяется энергия.При этом выделяется энергия.

Для прохождения реакции Для прохождения реакции необходима температура в необходима температура в несколько сотен миллионов несколько сотен миллионов градусов (температура в центре градусов (температура в центре Солнца)Солнца)

ТЕРМОЯДЕРНОЙ называется реакция слияния легких ядер (водород, гелий и др.), происходящая при оченьвысоких температурах.

2211 НН ++ HHее33

11 НН 2244 nn00

11++

Список Литературы http://uk.wikipedia.org/wiki/Фізика

http://gutpfusik.blogspot.com/http://www.physics.ru/