Відкритий урок - Ядерні реакції
Розділи: Фізика
Дидактична мета: Сформувати вміння записувати ядерні реакції, вміти визначати невідомий продукт реакції з використанням законів збереження масового числа та заряду, обґрунтувати існування ядерної енергії як однієї з форм енергії, формувати вміння обчислювати енергетичний вихід ядерних реакцій.
Виховна мета: Розкрити роль експерименту у науковому пізнанні, продовжити формування діалектико-матеріалістичного світогляду учнів, розвивати пізнавальний інтерес до предмета.
Розвиваюча мета: Розвиток умінь учнів аналізувати результати експерименту, формулювати висновки, розвивати вміння працювати з табличними даними при вирішенні завдань, формувати пізнавальні здібності учнів.
Тип уроку: Вивчення нового матеріалу
Вигляд уроку: Бесіда, оповідання
Атомні ядра при взаємодіях зазнають перетворення. Ці перетворення супроводжуються збільшенням або зменшенням кінетичної енергії частинок, що беруть участь у перетвореннях.
Сьогодні на уроці ми з вами розглянемо ядерні реакції на нейтронах та навчимося розраховувати енергетичний вихід.
Напишіть тему уроку.
Отже,ядерними реакціями називають зміну атомних ядер при взаємодії їх з елементарними частинками або один з одним.
Вперше в історії людства штучне перетворення ядер було здійснено Резерфордом у 1919 році. Він здійснив мрію всіх алхіміків. Йому вдалося бомбардувати азот α-частинками та отримати ядро ізотопу кисню:
Що називають ізотопом? Написати цю реакцію
Резерфорд припустив, що для руйнування чи перетворення ядрапотрібна дуже велика енергія. найбільш підходящими носіями великої енергії на той час і були α-частки, що вилітають з ядер при радіоактивному розпаді.
1932, співробітники Резерфорда, Уолтон і Кокрофт вперше розщепили на дві α-частинки, за допомогою штучно прискорених протонів.
Написати цю реакцію:
То була перша реакція на швидких протонах.
Що являє собою α-частка?
Ця реакція йде із виділенням величезної енергії 17,6 МеВ. Енергія, що виділяється при ядерних реакціях, може бути дуже величезною. Але використовувати її шляхом здійснення зіткнень прискорених частинок (або ядер) із нерухомими ядрами мішенями, практично не можна. Адже більшість прискорених частинок пролітає повз ядер мішеней, не викликаючи реакції.
1934, Ірен і Фредерік Жоліо-Кюрі, отримали штучні радіоактивні ядра фосфору, шляхом бомбардування α-частинками.
Це був уперше отриманий радіоактивний фосфор.
Згодом було отримано понад 1000 радіоактивних ізотопів. Де вони застосовуються, ми поговоримо на наступних уроках.
Відкриття нейтронів було поворотним пунктом дослідження ядерних реакцій, оскільки нейтрони позбавлені заряду і вони безперешкодно проникають в атомні ядра і викликають їх зміни.
Італійський фізик Енріко Фермі першим почав вивчати реакції, викликані нейтронами. Він виявив, що ядерні перетворення викликаються як швидкими нейтронами, а й повільними нейтронами. Причому повільні нейтрони виявляються здебільшого навіть набагато ефективнішими.
Як було зазначено, кожна реакція протікає із виділенням чи поглинанням енергії.
Енергетичним виходом ядерної реакції називається різниця енергій спокою ядер та частинок до та після реакції.
Данаенергія виявляється у Джоулях, але ми маємо її висловлювати в МеВ. Для цього наша формула буде виглядати так:
А тепер давайте розрахуємо енергетичний вихід реакції Уолтона та Кокрофта.
Е-?
Рішення
Насправді ця реакція проходить із виділенням енергії 17,6 МеВ, ми значення цієї енергії вийшло менше, оскільки ми враховували кінетичну енергію протона, оскільки він був розігнаний на прискорювачі.
На закріплення:
- розрахувати енергетичний вихід реакції
- Самостійна робота з карток.