1. 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 - 9
6
13 - 15
10 -12
α β
16
18
17
19
20
2. 1896 г.1896 г. Анри Беккерель (франц.)Анри Беккерель (франц.)
открыл явление радиоактивности.открыл явление радиоактивности.
РадиоактивностьРадиоактивность ––
способность атомов кспособность атомов к
самопроизвольному излучению.самопроизвольному излучению.
1899 г.1899 г. Эрнест РезерфордЭрнест Резерфорд
обнаружил, что это излучениеобнаружил, что это излучение
неоднородно.неоднородно.
3. Опыты РезерфордаОпыты Резерфорда
1. В толстостенный свинцовый сосуд1. В толстостенный свинцовый сосуд
положили крупицу радия.положили крупицу радия.
Излучение радия обнаружили с помощьюИзлучение радия обнаружили с помощью
фотопластинки.фотопластинки.
2.2. Вокруг цилиндра создали сильноеВокруг 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-частицамиПоложительные назвали альфа-частицами
( - частицы);( - 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.
α
βγ
γ
N
S
α
β
γ
4. Стеклянный экран, покрытыйСтеклянный экран, покрытый
специальным веществомспециальным веществом
Радиоактивное вещество,Радиоактивное вещество,
излучающее - частицы.излучающее - частицы.
Фольга из исследуемогоФольга из исследуемого
металламеталла
1911 г.1911 г. Резерфорд проводитРезерфорд проводит
опыты по исследованиюопыты по исследованию
строения атома.строения атома.
1. Все частицы попадают на1. Все частицы попадают на
экран.экран.
2. Сильное отклонение -2. Сильное отклонение -
частиц – результат действия начастиц – результат действия на
них положительно заряженнойних положительно заряженной
части атома, имеющейчасти атома, имеющей
довольно большую массу.довольно большую массу.
α
α
5. - частицы ядро
По Резерфорду атом имеетПо Резерфорду атом имеет
планетарное строение.планетарное строение.
В центре находится положительноВ центре находится положительно
заряженное ядро.заряженное ядро.
Вокруг ядра движутся электроны.Вокруг ядра движутся электроны.
Атом нейтрален, т.к. заряд ядраАтом нейтрален, т.к. заряд ядра
равен общему заряду электронов.равен общему заряду электронов.
Такое строение атома объясняетТакое строение атома объясняет
поведение - частицповедение - частиц
α
α
6. 1903 г.1903 г. Эрнест Резерфорд иЭрнест Резерфорд и
Фредерик СоддиФредерик Содди обнаружили, чтообнаружили, что
при - распаде происходитпри - распаде происходит
превращение одного химическогопревращение одного химического
элемента в другой.элемента в другой.
Реакция - распада:Реакция - распада:
++
В дальнейшем было установлено, чтоВ дальнейшем было установлено, что
превращение происходит и при -превращение происходит и при -
распаде.распаде.
++ ++
ЯдроЯдро
- частица- частица
- излучение- излучение
электронэлектрон
- излучение- излучение
α
β
α
γα
Ra226
88 He4
2
Rn222
86
К40
19 Са40
20 е0
1−
ν~0
0 γ
ВЫВОД
Ядра атомов состоят из более мелких частиц.
7. 1919 г.1919 г. Резерфорд исследовалРезерфорд исследовал
взаимодействие - частиц с ядрамивзаимодействие - частиц с ядрами
атомов азота. При этом, из ядра атомаатомов азота. При этом, из ядра атома
азота вылетала частица, которую оназота вылетала частица, которую он
назвалназвал протономпротоном (первый).(первый).
Позднее с помощью камеры ВильсонаПозднее с помощью камеры Вильсона
было доказано, что это действительнобыло доказано, что это действительно
положительно заряженная элементарнаяположительно заряженная элементарная
частица, которая является ядром атомачастица, которая является ядром атома
водорода.водорода.
Кроме того, образовалось ядро атомаКроме 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.
α
He4
2N14
7
О17
8 Н1
1
Н1
1
p1
1
8. 1920 г.1920 г. Резерфорд предполагаетРезерфорд предполагает
существование в ядре нейтральнойсуществование 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 ядерпри бомбардировке ядер
бериллия - частицами было обнаруженобериллия - частицами было обнаружено
новое излучение, которое назвалиновое излучение, которое назвали
бериллиевым.бериллиевым.
1932 г.1932 г. Джеймс ЧедвигДжеймс Чедвиг (англ.)(англ.)
доказал, что бериллиевое излучение - этодоказал, что бериллиевое излучение - это
поток электрически нейтральных частиц споток электрически нейтральных частиц с
массой равной массе протона.массой равной массе протона.
Эти частицы назвалиЭти частицы назвали нейтронами.нейтронами.
α
n1
0
9. N –N – число нейтроновчисло нейтронов
1932 г.1932 г. Д.Д.ИваненкоД.Д.Иваненко (рус.),(рус.),
В.ГейзенбергВ.Гейзенберг (нем.)(нем.) предложилипредложили
протонно-нейтронную модельпротонно-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 == 2626,, N = 30N = 30
Общее число нуклонов в ядре называется
массовым числом и обозначается А
Число протонов в ядре называется
зарядовым числом и обозначается Z
X
A
Z
A = Z+N
Fe56
26
Число протонов для данного
элемента постоянное.
Число нейтронов может быть
больше числа протонов, оно
может меняться(получаем
ИЗОТОПЫ вещества)
10. 1939 г.1939 г. Отто Ган и ФрицОтто Ган и Фриц
ШтрассманШтрассман (нем.) открыли(нем.) открыли
деление ядер урана.деление ядер урана.
Ядра урана бомбардируютЯдра урана бомбардируют
нейтронами.нейтронами.
Если нейтрон попадает вЕсли нейтрон попадает в
нестабильное ядро, то оно делитсянестабильное ядро, то оно делится
на два более стабильных ядра,на два более стабильных ядра,
которые разлетаются с огромнойкоторые разлетаются с огромной
скоростью.скоростью.
При этом они испускают 2-3При этом они испускают 2-3
нейтрона.нейтрона.
Осколки ядра тормозятся и при этомОсколки ядра тормозятся и при этом
передают свою энергию окружающейпередают свою энергию окружающей
средесреде
U235
92
11.
12. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОТЕКАНИЕФАКТОРЫ, 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, тяжелая4. НАЛИЧИЕ ЗАМЕДЛИТЕЛЯ НЕЙТРОНОВ – графит, вода, тяжелая
вода.вода.
Наименьшая масса урана, при которой
возможно протекание цепной реакции,
называется критической массой
14. СТРОЕНИЕ ЯДЕРНОГОСТРОЕНИЕ ЯДЕРНОГО
РЕАКТОРАРЕАКТОРА
1.1. Активная зонаАктивная зона.. В нейВ ней
находятся:находятся:
ядерное топливоядерное топливо ––
обогащенный уран-235;обогащенный уран-235;
замедлитель нейтроновзамедлитель нейтронов
(вода).(вода).
2. Для управления реакцией служат2. Для управления реакцией служат
регулирующие стержнирегулирующие стержни..
3.3. Теплообменник.Теплообменник.
4. Активная зона окружена4. Активная зона окружена
отражателемотражателем из бериллияиз бериллия
ии защитной оболочкойзащитной оболочкой изиз
бетонабетона
15. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
ЯДЕРНОГО РЕАКТОРАЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
1.1. В активной зоне происходитВ активной зоне происходит
управляемая ядерная реакция, вуправляемая ядерная реакция, в
результате которой выделяетсярезультате которой выделяется
энергия.энергия.
2. Энергия передается воде.2. Энергия передается воде.
3. Горячая вода поступает в3. Горячая вода поступает в
теплообменник, где нагреваеттеплообменник, где нагревает
воду, превращая ее в пар.воду, превращая ее в пар.
4. Вода остывает и возвращается в4. Вода остывает и возвращается в
активную зону.активную зону.
Это первый замкнутыйЭто первый замкнутый
контур.контур.
5. Пар вращает турбину (отдает ей5. Пар вращает турбину (отдает ей
свою энергию) и конденсируется.свою энергию) и конденсируется.
6. Насос перекачивает воду в6. Насос перекачивает воду в
теплообменник.теплообменник.
Это второй замкнутыйЭто второй замкнутый
контур.контур.
16. 1. АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.1. АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.
1942 г.1942 г. Под руководством Э.Ферми вПод руководством Э.Ферми в
США был построен первый ядерныйСША был построен первый ядерный
реактор.реактор.
1946 г.1946 г. Под руководством И.В.КурчатоваПод руководством И.В.Курчатова
был создан первый ядерный реактор вбыл создан первый ядерный реактор в
СССР.СССР.
1954 г.1954 г. В СССР была введена в действиеВ 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.
17. ПРАВИЛО СМЕЩЕНИЯ ДЛЯ - РАСПАДА
При - 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 элемента
излучаетизлучает - частицу- частицу
и образуется ядро другого химическогои образуется ядро другого химического
элемента, зарядовое число которого на 2элемента, зарядовое число которого на 2
единицы меньше, чем у исходного.единицы меньше, чем у исходного.
При - распаде ядро радиоактивного элементаПри - распаде ядро радиоактивного элемента
излучает электрон ( - частицу)излучает электрон ( - частицу)
и нейтральную частицу –и нейтральную частицу – антинейтрино.антинейтрино.
В результате число протонов в ядреВ результате число протонов в ядре
увеличивается на единицу, т.е. увеличиваетсяувеличивается на единицу, т.е. увеличивается
зарядовое число, образуется новыйзарядовое число, образуется новый
химический элемент.химический элемент.
- распад- распад
- распад- распадα
β
222222226226
8888
44
228686
α
α
α
ν~4040
-1-120201919
4040 00
00
00β
β
ПРАВИЛО СМЕЩЕНИЯ ДЛЯ - РАСПАДА
При - распаде химического элемента образуется элемент,
расположенный в таблице Д.И.Менделеева на 1 клетку ближе к ее концу.
β
β
RnRnRaRa ++ HeHe
eeKK CaCa ++++
α
18. Массовые числа химических элементов.Массовые числа химических элементов.
Зарядовые числа химических элементов.Зарядовые числа химических элементов.
222222226226
8888
44
228686
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 результате
распада веществ.
19. ИЗОТОПЫ –разновидности химического элемента,
различающиеся по массе атомных ядер.
234234
9292
UU
235235
9292
UU
236236
9292
UU
11
11
HH
22
11
HH
33
11
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 того,Существование у химических элементов изотопов – причина того,
что массовые числа многих элементов числа дробные.что массовые числа многих элементов числа дробные.
ПРИМЕР:ПРИМЕР: 4040,078,078
2020
CaCa
20. ПРИМЕР.ПРИМЕР.
При слиянии изотопов водородаПри слиянии изотопов водорода
образуется гелийобразуется гелий
и излучается нейтрон.и излучается нейтрон.
При этом выделяется энергия.При этом выделяется энергия.
Для прохождения реакцииДля прохождения реакции
необходима температура внеобходима температура в
несколько сотен миллионовнесколько сотен миллионов
градусов (температура в центреградусов (температура в центре
Солнца)Солнца)
ТЕРМОЯДЕРНОЙ называется реакция слияния легких
ядер (водород, гелий и др.), происходящая при очень
высоких температурах.
22
11 НН ++ HHее
33
11 НН 22
44
nn00
11
++
