Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Ядерные реакции. Ядерная энергетика



 Другие рефераты
Ядерная энергия и ядерные энергетические установки Ядерные иследования Ядерный топливный цикл О реальном и фиктивном в конституции

Госкомвуз РФ
                                    [pic]

                                 Кафедра ОФ



                             Реферат
Тема:
"Ядерные реакции. Ядерная энергетика"

Группа:  А-513

Студент: Кудрин А.А..

Преподаватель: Усольцева Н.Я.

Дата 10.12.96



                             Новосибирск 1996 г.



                 Содержание



1. Введение 2


2. Атомное  ядро 2


3. ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ АТОМНЫХ ЯДЕР     3


4. РАДИОАКТИВНОСТЬ     3

  4.1. Общие сведения. 3
  4.2. Альфа-распад.   3
  4.3. Бета-распад.    4
  4.4. Позитронный бета-распад.    4
  4.5. Электронный захват.   4
  4.6. Гамма-распад.   5

5. ДЕЛЕНИЕ АТОМНЫХ ЯДЕР      5

  5.1. Общие сведения. 5
  5.2. Продукты деления.     6

6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙТРОНОВ С АТОМНЫМИ ЯДРАМИ      6


7. ЦЕПНАЯ ЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ    7

  7.1. Ядерные реакторы.     7

8. ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ     8

  8.1. Особенности ядерного реактора как источника теплоты.    8
  8.2. Устройство энергетических ядерных реакторов. 9
  8.3. Требования к конструкциям активной зоны и ее характеристики. 10
  8.4. Классификация реакторов.    11

9. Заключение.   15



1 Введение


        Энергетика - важнейшая отрасль народного хозяйства, охватывающая
  энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и
  использование различных видов энергии. Это основа экономики государства.

        В мире идет процесс индустриализации, который требует
  дополнительного расхода материалов, что увеличивает энергозатраты. С
  ростом населения становится больше энергозатрат на обработку почвы,
  уборку урожая, производство удобрений и т.д.

        В настоящее время многие природные легкодоступные ресурсы планеты
  исчерпываются. Добывать сырье приходится на большой глубине или на
  морских шельфах. Ограниченый мировые запасы нефти и газа, казалось бы,
  ставят человечество перед перспективой энергетического кризиса. Однако
  использование ядерной энергии и угля дает человечеству возможность
  избежать этого, результаты фундаментальных исследований физики атомного
  ядра позволяют отвести угрозу энергетического кризиса путем использования
  энергии, выделяемой при некоторых реакциях атомных ядер.



2        Атомное  ядро



        Атомное ядро характеризуется зарядом  Ze, массой  М, спином J,
магнитным  и электрическим  квадрупольным моментом Q, определенным радиусом
R, изотопическим  спином Т  и состоит из нуклонов - протонов и нейтронов.

        Число нуклонов А в ядре называется массовым числом. Число Z называют
зарядовым числом ядра или атомным номером. Поскольку Z определяет число
протонов, а А - число нуклонов в ядре, то число нейронов в атомном ядре N=A-
Z. Атомные ядра с одинаковыми Z, но различными А называются изотопами. В
среднем на каждое значение Z приходится около трех стабильных изотопов.
Например, 28Si, 29Si, 30Si являются стабильными изотопами ядра Si. Кроме
стабильных изотопов,  большинство элементов  имеют и  нестабильные изотопы,
для которых характерно ограниченное время жизни.

       Ядра с одинаковым массовым числом А называются изобарами, а с
одинаковым числом нейтронов-изотонами.

      Все атомные ядра разделяются на стабильные и нестабильные. Свойства
стабильных ядер остаются неизменными неограниченно долго. Нестабильные же
ядра испытывают различного рода превращения .



3 ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ АТОМНЫХ ЯДЕР


      Экспериментальные измерения масс атомных ядер, выполненные с большой
точностью, показывают, что масса ядра всегда меньше суммы масс составляющих
его нуклонов.


      Энергия связи - это энергия, которую необходимо затратить, чтобы
разделить ядро на составляющие его нуклоны.

      Энергия связи, отнесенная к массовому числу А, называется средней
энергией связи нуклона в атомном ядре ( энергия связи на один нуклон ).

      Энергия связи  приблизительно постоянна для всех стабильных ядер и
примерно равна 8 МэВ. Исключением является область легких ядер, где средняя
энергия связи растет от нуля (А=1) до 8 МэВ для ядра 12С.

      Аналогично энергия связи на один нуклон можно ввести энергию связи
ядра относительно других составных его частей.

      В отличие от средней энергии  связи нуклонов количество энергии связи
нейрона и протона изменяется от ядра к ядру.

      Часто вместо энергии связи используют величину, называемую дефектом
массы  и равную разности масс и массового числа атомного ядра.



4 РАДИОАКТИВНОСТЬ


1 Общие сведения.

      Явление радиоактивности, или спонтанного распада ядер, была открыта
французским физиком А. Беккерелем в 1896 г. Он обнаружил, что уран и его
соединения испускают лучи или  частицы, проникающие сквозь непрозрачные
тела и способные засвечивать фотопластинку, Беккерель установил, что
интенсивность излучения пропорциональна только концентрации урана и не
зависит от внешних условий (температура, давление) и от того, находится ли
уран в каких-либо химических соединениях.

           Английскими физиками Э. Резерфордом  и Ф. Содди было доказано,
что во всех радиоактивных  процессах происходят взаимные превращения
атомных ядер химических элементов. Изучение свойств излучения,
сопровождающего эти процессы в магнитном и электрическом полях, показало,
что оно разделяется на (-частицы (ядра гелия), (- частцы (электроны)  и  (-
лучи (электромагнитное излучение с очень малой длиной волны ).
            Атомное ядро, испускающее (-кванты, (-, (- или другие частицы,
называется радиоактивным ядром. В природе существует 272 стабильных атомных
ядра. Все остальные ядра радиоактивны и называются радиоизотопами.

2 Альфа-распад.

      Энергия связи ядра  характеризует   его устойчивость к распаду на
составные части. Если энергия связи ядра меньше энергии связи продуктов его
распада, то это означает, что ядро может самопроизвольно (спонтанно)
распадаться. При альфа-распаде  альфа-частицы уносят почти всю энергию и
только 2 % ее приходится на вторичное ядро. При альфа-распаде массовое
число изменяется на 4 единицы, а атомный номер на две единицы.

      Начальная энергия альфа-частицы составляет 4-10 МэВ. Поскольку альфа-
частицы имеют большую массу и заряд, длина их свободного пробега в воздухе
невелика. Так, например, длина свободного пробега в воздухе альфа-частиц,
испускаемых ядром урана, равна 2,7 см, а испускаемых радием, - 3,3 см.


3 Бета-распад.

      Это процесс превращения атомного ядра в другое ядро с изменением
порядкового номера без изменения массового числа. Различают три типа (-
распада: электронный, позитронный и захват орбитального электрона атомным
ядром. тип Последний распада принято также называть К-захватом, поскольку
при этом наиболее вероятно поглощение электрона с ближайшей к ядру К
оболочки. Поглощение электронов с L и М оболочек также возможно, но менее
вероятно. Период полураспада ( -активных ядер изменяется в очень широких
пределах.

      Число бета-активных ядер, известных в настоящее время, составляет
около полутора тысяч, но только 20 из них являются естественными бета-
радиоактивными изотопами. Все остальные получены искусственным путем.

      Непрерывное распределение по кинетической энергии испускаемых при
распаде электронов объясняется тем обстоятельством, что наряду с электроном
испускается и антинейтрино. Если бы не было антинейтрино, то электроны
имели бы строго определенный импульс, равный импульсу остаточного ядра.
Резкий обрыв спектра наблюдается при значении кинетической энергии, равной
энергии  бета-распада. При этом кинетические энергии ядра и антинейтрино
равны нулю и электрон уносит всю энергию, выделяющихся при реакции.

      При электронном распаде остаточное ядро имеет порядковый номер на
единицу больше исходного при сохранении массового числа. Это означает, что
в остаточном ядре число протонов увеличилось на единицу, а число нейтронов,
наоборот, стало меньше: N=A-(Z+1).


4 Позитронный бета-распад.

      При  позитронном распаде сохраняется полное число нуклонов, но в
конечном ядре на один нейтрон больше, чем в исходном. Таким образом,
позитронный распад может быть интерпретирован как реакция превращения
внутри ядра одного протона в нейтрон с испусканием позитрона и нейтрино.


5 Электронный захват.

       К электронному захвату относится процесс поглощения атомом одного из
орбитальных электронов своего атома. Поскольку наиболее вероятен захват
электрона с орбиты, наиболее  близко расположенных к ядру,  то с наибольшей
вероятность поглощаются электроны К-оболочки . Поэтому этот процесс
называется также К-захватом.

      С гораздо меньшей  вероятностью происходит захват электронов с L-,M-
оболочек. После захвата электрона с К-оболочки происходит ряд переходов
электронов с орбиты на орбиту, образуется новое атомное состояние
испускается рентгеновский квант.


6 Гамма-распад.

       Стабильные ядра находятся в состоянии, отвечающем наименьшей энергии.
Это состояние называется основным. Однако путем облучения атомных ядер
различными частицами или высокоэнергитическими протонами им можно передать
определенную энергию и, следовательно, перевести в состояния, отвечающие
большей энергии. Переходя через некоторое время из возбужденного состояния
в основное, атомное ядро может испустить или частицу, если энергия
возбуждения  достаточно высока, или высокоэнергетическое электромагнитное
излучение - гамма-квант.

      Поскольку возбужденное ядро находится в дискретных энергетических
состояниях, то и гамма-излучение характеризуется линейчатым спектром.


5 ДЕЛЕНИЕ АТОМНЫХ ЯДЕР


1 Общие сведения.

      Явление деления тяжелых атомных ядер на два осколка было открыто Ганом
и Штрассманом в 1939 г. При изучении взаимодействия нейтронов различных
энергий и ядер урана. Несколько позже, в 1940 г. Советские физики
К.А.Петржак и Г.И. Флеров обнаружили самопроизвольное (спонтанное) деление
ядер урана. При спо
12345
скачать работу


 Другие рефераты
Загрязнение водоемов в Сахалинской области
Оқушылардың денсаулығы басты назарда
Общественная педагогика
Управление жалобами заказчиков


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ