Текущая версия на 19:19, 8 июля 2012

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 9 клас>> Ядерна енергетика. Розвиток ядерної енергетики в Україні

ЛАНЦЮГОВА ЯДЕРНА РЕАКЦІЯ. ЯДЕРНИЙ РЕАКТОР
«...Попередні епохи отримали назву від певних матеріалів: був вік кам'яний, бронзовий, залізний. Але жоден з них не відбувся би, якщо б людина не знала вогню. Справжнє багатство світу — його енергія»,— писав Фредерік Содді у своїй книзі «Матерія та енергія». XX століття можна сміливо назвати атомним, адже саме в цьому столітті людина відкрила й почала приборкувати енергію атомного ядра.
Дізнаємося про ланцюгову ядерну реакцію У 1939 р. було встановлено, що в результаті взаємодії ядра Урану-235 і нейтрона утворюється нове нестабільне ядро Урану (^И), яке відразу розпадається на два осколки, що розлітаються з величезною швидкістю (рис. 36.1).

Рис. 36.1. Взаємодія ядра Урану-235 і нейтрона.

Під час поділу кожного ядра Урану звільняються 2-3 нейтрони. Ці нейтрони у свою чергу можуть спричинити поділ інших ядер Урану, які також випускають нейтрони, здатні викликати поділ ядер, і т. д. Таким чином кількість ядер, що поділилися, швидко збільшується (рис. 36.2).

Рис. 36.2. Збільшення числа ядер, що поділилися.

Цей процес одержав назву ланцюгова ядерна реакція.
Дуже важливим є той факт, що ланцюгова ядерна реакція супроводжується виділенням величезної кількості енергії.
Під час поділу кожного ядра Урану виділяється невелика кількість енергії — приблизно 3,2-10 11 Дж. Проте, якщо розпадуться всі ядра, що містяться, наприклад, в одному молі урану (6,02 Ю23 ядер), енергія, яка виділиться, дорівнюватиме приблизно 19,2 10й Дж. Таку ж кількість енергії можна отримати, наприклад, при згорянні 450 т нафти!

Знайомимося з будовою І принципом дії ядерного реактора

Ланцюгова реакція, яка відбувається в урані й деяких інших речовинах, є основою для перетворення ядерної енергії на інші види енергії (теплову, електричну). Під час цієї реакції безперервно з'являються нові й нові осколки ядер, які летять із великою швидкістю. Якщо шматок урану занурити в холодну воду, то осколки гальмуватимуться у воді й нагріватимуть її. У результаті холодна вода стане гарячою або навіть перетвориться на пару. Саме так працює ядерний реактор, у якому відбувається процес перетворення ядерної енергії на теплову.

У реальних ядерних реакторах (рис. 36.3) ядерне паливо (уран або плутоній) розміщують усередині так званих тепловидільних елементів (ТВЕЛів). Продукти поділу нагрівають оболонки ТВЕЛів, і ті передають теплову енергію воді, яку в даному випадку ще називають теплоносієм. Отримана теплова енергія перетворюється далі на електричну (рис. 36.4) подібно до того, як це відбувається на звичайних теплових електростанціях.

Рис. 36.3. Ядерний реактор.

Рис. 36.4. Перетворення енергії.

Вводимо поняття «ядерний цикл»
Енергетична ефективність ядерного палива в тисячі разів вища, ніж палива традиційного (вуглеводневого). При цьому використання ядерного палива пов'язано з певними труднощами.
Так, щоб одержати кілограм палива з низькою ефективністю, наприклад, кілограм дров, досить сходити до лісу. Для того ж, щоб отримати кілограм ядерного палива, слід створити цілу промисловість. Крім того, після згоряння кілограма дров попіл можна просто розкидати. А що робити з ТВЕЛами, які відпрацювали свій ресурс?

Рис. 36.5. Ядерний цикл.

Фізика 9 клас. Ф.Я.Божинова, М.М.Кірюхін О.О.Кірюхіна

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.