1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Краткий инструктаж 5 мин

3. Выполнение работы 30 мин

4. Подведение итогов 5 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

I I. По треку частицы можно определить его кривизну. По известному радиусу кривизны трека можно определив энергию частицы на данном участке ее траектории по формуле:

Сравнивая треки двух частиц, имеющих одинаковые начальные скорости, можно по известным радиусам кривизны треков определить отношение заряда к массе любой из частиц, если это отношение известие для другой частицы:

I II. Определение направления движения заряженной частицы и направления индукции магнитного поля. Определение радиуса кривизны трека. Определение энергии частицы. Определение отношения заряда частицы к ее массе.

№	Q,Кл	M,кг	В,Тл	R1,м	R2,м	Е1,Дж	Е2,Дж
1
2

IV. Краткое подведение итогов.

V.

"Такая разветвленная цепная реакция напоминает горную лавину, которая начинает нарастать и мощно развивается от ничтожной причины".

Н.И. Семенов

Урок 29. ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР УРАНА. ЦЕПНАЯ ЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ.

ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учащихся с лепной реакцией деления ядер урана и обсудить возможности ее практического использования.

ТИП УРОКА: комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: кододиапозитив, электродинамическая модель "Цепная ядерная реакция", кинофильм "Ядерные реакции", ч. 1.

ПЛАН УРОКА:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 25 мин

4. Закрепление 10 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II.. Опрос фундаментальный: 1. Счетчик Гейгера. 2. Трековые приборы в ядерной физике.

Задачи:

1. Какова скорость электрона, влетающего в камеру Вильсона перпендикулярно индукции магнитного поля, если радиус трека равен 4 см, а индукция магнитного поля 8,5 мТл?

2. Альфа-частица, вылетевшая из ядра радия со скоростью 15·10⁶ м/с, пролетев в воздухе 3,3 см, остановилась. Найти кинетическую энергию частицы, время торможения и ускорение.

Вопрос:

1. Почему в камере Вильсона летящий протон оставляет видимый след, а летящий нейтрон не оставляет?

2. Какие изменения могут произойти в работе счетчика Гейгера, если балластный резистор заменить другим, имеющим меньшее сопротивление?

III.. Слова Резерфорда о перспективах ядерной энергетики: "Перспективы получения энергии путем искусственного превращения атомов не выглядят многообещающими".

Б омбардировка ядер атома урана медленными нейтронами. Опыты Ферми (в качестве замедлителя нейтронов Ферми использовал воду). Интерпре­тация опытов Ферми. Нобелевская премия "за открытие радиоактивных элементов, полученных нейтронным облучением, и за связанное с этим открытие ядерных реакций, вызванных медленными нейтронами". Верна только вторая половина!

Фриш и Ган, проведя аналогичные опыты, выделили из урана радиоактив­ные изотопы элементов средней части периодической таблицы. Два месяца спустя Отто Фриш и Лиза Майтнер, на основании опытов Гана, разра­ботали теорию деления ядра урана.

Лиза Майтнер - первая в Германии женщина-физик, смогла получить ученую степень в начале 20-х годов. Название ее диссертации "пробле­мы космической физики" журналисту показалось немыслимым, и в газете было напечатано: "Проблемы косметической физики".

Возможные схемы деления ядра урана: + n МэВ. МэВ.

Р адиоактивность осколков деления:

- стабильный.

- стабильный.

"Ядро урана, которое мы предполагаем шарообразным, сплющивается от удара нейтрона, и форма ядра испытывает периодические изменения, в результате чего оно становится менее устойчивым и иногда совсем выходит из равновесия".

Энрико Ферми

К апельная модель ядра. Возбужденное ядро – эллипсоид и при пульсациях его размер превышает критический порог действия ядерных сил (2·10^-15 м).

При делении одного ядра урана в среднем выделяется 200 МэВ энергии. При полном делении всех ядер в 1 г урана-235 выделяется 2,3·10⁴ кВт·ч (такая энергия выделяется при сгорании 3 т угля или 2,5 т нефти). Вероятность различных схем деления. Испускание нейтронов. Энергети­ческий спектр нейтронов. Радиоактивность осколков деления (ошибка Ферми).

Ц епная реакция. Понятие коэффициента размножения нейтронов (опреде­ление). Аналогия с размножением человеческого общества: количество браков, удачные и неудачные браки, несчастные случаи. Факторы, определяющие величину коэффициента размножение: деление ядер урана-235 и некоторых ядер урана-238 (только одно из пяти ядер делится), захват нейтронов ядрами урана-238 и другими примесями, выход нейтронов из делящегося вещества наружу. U - делится под действием любых нейтронов. U - "термояд", делится только под действием нейтронов с энергией более 1 МэВ (60% нейтронов имеют такую энергию и только одно из пяти ядер делится). Образование плу­тония. Поскольку в чистом куске урана-235 шарообразной формы число делящихся ядер N_д ~ r³, а число покидающих N_п ~ r², то k ~ r и при радиусе куска 9 см (критическая масса равна 50 кг), k = 1. Используя бериллиевые отра­жатели нейтронов и т.д., ее доводят до 10 кг. Критическая масса плутония-239 - 7 кг, критическая масса калифорния-251 – 10 г. Откуда же берется первый нейтрон при взрыве атомной бомбы (секрет атомной бомбы)?

Два пути к атомному оружию: