1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 15 мин

4. Закрепление 15 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный: 1. Ядерный реактор. 2. АЭС.

Задачи:

1. Какая электрическая мощность атомной электростанции, расходующей в сутки 220 г изотопа урана-235 и имеющей КПД 25%?

2. Какая энергия выделяется при ядерной реакции:

Вопросы:

1. Почему вещества, занимающие места в середине и конце таблицы Менделеева, не применяют в качестве замедлителей нейтронов?

2. П очему в водо-водяных реакторах используют в качестве замедлителя тяжелую, а не обычную воду?

III. Обосновать возможность термоядерного синтеза на основе анализа графика удельной энергии связи. Возможные схемы термоядерного син­теза:

Неуправляемая термоядерная реакция. Преодоление кулоновского оттал­кивания частиц (Т = 10·10⁶ К). "Запал^" - атомная бомба.

В водородной бомбе специальная капсула, заполненная смесью дейтерия и трития, окружается урановым или плутониевым зарядом. Под действием ядерного взрыва, направленного внутрь капсулы, обеспечиваются усло­вия, необходимые для протекания термоядерной реакции.

Взрыв Майк 1 ноября 1952 г (атолл Бикини). Это была не бомба, а целая установка массой 60 т с жидким дейтерием при низкой температуре. Через пару лет на полигоне Семипалатинск был испытан отечественный вариант компактной водородной бомбы, в которой взрывчаткой служил дейтерид лития ²D ⁶Li. При взрыве атомного «запала» появлялся мощный поток излучения и нейтронов, под действием которых дейтерид лития распадался на изотоп лития и дейтерий. Необходимый тритий возникал в момент взрыва атомной бомбы в реакции: .

"Мы сделали дело дьявола".

Р. Оппенгеймер – один из «отцов» водородной бомбы в США

"Если блеск тысяч солнц Разом вспыхнет на небе,

Человек станет Смертью,

Угрозой Земле".

Бхагават - Гита

Термоядерные реакции в недрах Солнца и звезд.

Цикл ядерных превра­щений в недрах Солнца.

Благодаря слабому взаимодействию протон преобразуется в нейтрон. Углеродно-азотный цикл.

П роблемы управляемого термоядерного синтеза. Получение горячей плаз­мы: n = 10¹⁵ см ^-3, Т = 10⁶ К. В 1968 г удалось получить плазму: n ≈ 10 ¹³ см^-3; Т ≈ 5·10⁶ Кл.

П роблемы удержания горячей плазмы. Токамак (токовая камера с магнитными катушками). На большом токамаке (США) была достигнута температура 4·10⁸ К, время удержания плазмы до 10 с, мощность 10 МВт. Начато строительство международного экспериментального реактора ( ): объем плазмы 2000 л, мощность 500 МВт, стоимость 5 млрд. евро. Почему технически очень сложно осуществить управляемую термоядерную реакцию на установках типа токамак?

Лазерный комплекс. Комплекс состоит из 192 мощных лазеров, которые будут одновременно направляться на миллиметровую мишень. Температура мишени будет достигать десятков миллионов градусов, при этом она сожмется в 1000 раз.

"Плазма – это крайне капризная субстанция, которая очень хорошо живет, пока ее не ограничивают. Но если ограничить степени ее свободы, она всячески начинает сопротивляться внешнему вмешательству".

Л.А. Арцимович

Н аиболее перспективной в отношении высвобождения ядерной энергии является реакция: Н + Н → Не + n + 17,6 МэВ. Дейтерий присутствует в природном водороде в концентрации 0,015 % и может быть выделен в процессе переработки (электролиза) морской воды. Тритий β-радиоактивен с периодом полураспада 12 лет. Его получают в реакции: Li + n → H + He + 4,8 МэВ. Для увеличения выхода нейтронов в реакторе можно использовать бериллий-9: Ве + n → 2· Не + 2·n. Эта реакция идет по типу цепной реакции. Таким образом, исходным топливом для термоядерного реактора являются литий и вода. Использование атомной энергии. Атомная энергетика России.

Наиболее экологически чистая реакция: . Лунный грунт богат гелием – 3 (солнечный ветер).

IV. Демонстрация кинофрагмента "Ядерная энергия в мирных целях".

Задачи:

1. Если природный дейтерий использовать в реакции ядерного синтеза, то сколько энергии можно получить из 1 кг воды? Сравните полученную величину с энергией, извлекаемой при сгорании 1 кг бен­зина (около 5·10⁷ Дж).

2. В ядерной реакции Н + Н → Не + γ образуется медленно движу­щаяся по сравнению со скоростью света α -частица и квант света с энергией 19,7 МэВ. Пренебрегая скоростями вступающих в реакцию ядер, найдите скорость образовавшейся α - частицы. Энергию покоя α - частицы принять равной 3730 МэВ.

Вопросы:

1. Что вы теперь знаете об атомном ядре?

2. Почему с повышением температуры плазмы она перестает нагреваться электрическим током?

3. Приведите примеры природных термоядерных реакторов.

4. Почему выделение внутриядерной энергии возможно как при реакциях деления тяжелых ядер, так и при синтезе легких ядер?

V. § 101

1. Каков КПД атомной бомбы и водородной бомбы? За расчет КПД атомной бомбы Л.Д. Ландау получил орден Ленина и Государственную премию второй степени, за водородную – звезду Героя и Государственную премию первой степени.

"Грубая сила, не подкрепленная мудростью, гибнет под собственной тяжестью.

Гораций

Урок 32. ПОЛУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ.

ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учеников с применениями радиоактивных изото­пов в народном хозяйстве, медицине и в других областях. Дать пред­ставление о биологическом действии радиоактивных излучений и их экологической безопасности.

Т ИП УРОКА: комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: кинофрагмент "Ядерные реакции".

ПЛАН УРОКА: 1. Вступительная часть 1-2 мин