ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ Д.з. п 36, упр.36 (1,2,3)

1. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ Д.з. п 36, упр.36 (1,2,3)

2. ПРОТОННО-НЕИТРОННАЯ МОДЕЛЬ АТОМНОГО ЯДРА Количество протонов в ядре = заряду ядра Z и совпадает с атомным номером соответствующего химического элемента в периодической системе Менделеева. Количество нейтронов в ядре обозначается N. Ядра химических элементов, находящихся в конце периодической системы, «перегружены» нейтронами. Протон и нейтрон являются двумя зарядовыми состояниями ядерной частицы, которая называется нуклоном. Массовым числом ядра А называется общее число нуклонов в ядре: A = Z+ N

3. ИЗОТОПЫ Ядра изотопов одного элемента содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов, т. е. имеющие один и тот же Z при разных N. Существует около трехсот устойчивых и свыше тысячи неустойчивых (радиоактивных) изотопов всех известных химических элементов.

4. Богатырь с короткими руками Протоны и нейтроны удерживаются в ядре особыми – ядерными силами.

5. Дефект масс атомного ядра

6. Дефект масс атомного ядра Энергия связи атомных ядер • минимальная энергия, необходимая для расщепления ядра на свободные нуклоны;или энергия, выделяющаяся при слиянии свободных нуклонов в ядро.

7. ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ УДЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ

8. Масса и атомный вес некоторых частиц 1 а.е.м. = 1,6605 * 10 кг

9. График зависимости удельной энергии связи от массового числа

10. Коэффициент размножения нейтронов (k) -отношение числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении. Если k=1, число нейтронов сохраняется неизменным и реакция протекает стационарно. При k>1 число нейтронов лавинообразно растет, что приводит к неуправляемой цепной реакции- ядерному взрыву. При делении ядра урана-235, которое вызвано столкновением с нейтроном, освобождается 2 или 3 нейтрона, способных вызвать новые распады ядер урана и т. д. Такой лавинообразный процесс называется цепной реакцией.

11. Деление тяжелых ядер. Уран встречается в природе в виде двух изотопов: 238U - (99,3 %) и 235U- (0,7 %). При бомбардировке нейтронами ядра обоих изотопов могут расщепляться на два осколка. 235U – делится под влиянием быстрых и медленных нейтронов 238U – делиться только подвлиянием нейтронов с энергией порядка 1 МэВ. 238U+ n→ 239U→ 239Np → 239Pu β-распад β-распад

12. Использование энергии деления ядра Кадмий бор Тяжелая вода или графит Жидкий натрий

13. Энрико Ферми 1942г Курчатов И.В. 1946г

14. Термоядерные реакции - ядерные реакции между лёгкими атомными ядрами, протекающие при очень высоких температурах (выше107 К). Т. р. в природных условиях протекают лишь в недрах звёзд, а для их осуществления на Земле необходимо сильно разогреть вещество ядерным взрывом, мощным газовым разрядом, гигантским импульсом лазерного излучения или бомбардировкой интенсивным пучком частиц Термоядерные реакции.

15. ПРИМЕНЕНИЕ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ 1.ПОЛУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, НЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ В ПРИРОДЕ *ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (93-108) 2. МЕЧЕНЫЕ АТОМЫ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ • ОБМЕН ВЕЩЕСТВ • НАТРИЙ (КРОВЬ) • ЙОД (БАЗЕДОВА БОЛЕЗНЬ) • КОБАЛЬТ (РАК) 3.ПРОМЫШЛЕННОСТЬ *ИЗНОС ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ ДВС *ДЕФФЕКТЫ *В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 4. СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО *РАДИОСЕЛЕКЦИЯ *УДОБРЕНИЯ *БОРЬБА С ВРЕДИТЕЛЯМИ

16. 5.АРХЕОЛОГИЯ АЗОТ+НЕЙТРОН УГЛЕРОД УГЛЕРОД +КИСЛОРОД УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ 6. ЭНЕРГЕТИКА *АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 7. ТЕХНИКА * ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР 8. ВООРУЖЕНИЕ

17. Поражающие факторы ядерного взрыва Мощность взрыва ядерного боеприпаса принято выражать тротиловым эквивалентом, то есть количеством обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии. ударная волна световое излучение проникающая радиация радиоактивное заражение электромагнитный импульс

18. Световое излучение – это поток лучистой энергии, включающий видимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. • Раскаленные продукты взрыва • раскаленный воздух • распространяется практически мгновенно и длится до 20 с • ожоги кожи (кожных покровов) • поражение (постоянное или временное) органов зрения людей • и возгорание горючих материалов и объектов Ударная волна - представляет собой область резкого сжатия среды, распространяющуюся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. • потере сознания • повреждению органов слуха • сильным вывихам конечностей • кровотечению из носа и ушей

19. Проникающая радиация – это поток гамма-лучей и нейтронов, распространяющийся в течение 10-15 с. • ионизируют молекулы, входящие в состав клеток,поэтому возникают биологические процессы, приводящие к нарушению жизненных функций отдельных органов и развитию лучевой болезни. • в два раза ослабляют интенсивность гамма-лучей сталь толщиной 2,8 см, бетон -10 см, грунт - 14 см, древесина - 30 см. Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва. • высокий уровень радиации может наблюдаться не только в районевзрыва, но и на расстоянии десятков и сотен километров от него. • опасно на протяжении нескольких недель после взрыва.

20. Электромагнитный импульс -кратковременное электромагнитное поле • в результате взаимодействия гамма-лучей и нейтронов, с атомами окружающей среды • перегорание или пробои отдельных элементов радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры. Биологическое действие ионизирующих излучений • покраснение и шелушение кожи • помутнение хрусталика глаза • поражение кроветворной системы • лучевая болезнь • летальный исход • стойкие изменения кожи • злокачественных новообразований • снижения иммунитета • сокращения продолжительности жизни

21. Доза излучения (поглощённая доза) – энергия ионизирующего излучения, поглощённая облучаемым объектом и рассчитанная на единицу массы этого объекта. • Величина дозы зависит от вида излучения, его интенсивности, энергии его частиц, времени облучения, элементного состава объекта. • В процессе облучения доза со временем накапливается. • Поглощенная доза в единицу времени называется мощностью дозы. Поглощённая доза измеряется в греях (Гр). • 1 Гр равен энергии в 1 Дж, поглощённой массой в 1 кг • Распространена внесистемная единица дозы – рад. • 1 рад = 10-2 Дж/кг = 10-2 Гр. • Дозу электромагнитного (рентгеновского и гамма-) излучения определяют в рентгенах (Р). • 1 Р это такая доза электромагнитного облучения, которая в 1 грамме сухого воздуха при нормальных условиях производит 1.6.1012 пар ионов. • 1Р = 0.88.10-2 Гр = 0.88 рад. • 0.88 рад – энергетический эквивалент рентгена.

22. Бэр (биологический эквивалент рентгена — устаревшая внесистемная единица измерения эквивалентной дозы. 100 бэр равны 1 зиверту. 0,1 бэр = 1 мЗв Зиверт (Зв, Sv) — единица измерения эквивалентной дозыионизирующего излучения или биодозы 1 Зв = 1 Гр = 1 Дж / кг Для более опасных 10 Зв = 1 Гр • допустимая доза облучения с целью диагностики составляет 15 мЗв/год. • Естественное фоновое ионизирующее излучение обычно варьируется вблизи 2,4 мЗв/год При облучении всего тела, • 1 Зв вызывает изменения в крови • 2—5 Зв вызывает облысение и белокровие • порядка 3 Зв приводит к смерти в течение 30 дней в 50 % случаев

23. Радиация вокруг нас ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, в частности радиоактивное, занимает особое место среди многочисленных факторов среды обитания человека, так или иначе влияющих на его здоровье и жизнь. ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ представляет собой потоки заряженных и нейтральных частиц, а также электромагнитных волн. При прохождении через вещество ионизирующее излучение вызывает в нём ионизацию, т.е. превращение нейтральных, устойчивых атомов и молекул вещества в электрически заряженные, возбуждённые, неустойчивые частицы. Это сложное излучение, включающее в себя излучения нескольких видов.

24. Естественные и искусственные источники ионизирующих излучений К ЕСТЕССТВЕННЫМ ИСТОЧНИКАМ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ относятся космическое излучение и естественные радиоактивные вещества, находящиеся на поверхности и в недрах Земли, в атмосфере, воде, растениях и организмах всех живых существ, населяющих нашу планету. Источниками космического излучения являются звездные взрывы в галактике и солнечные вспышки.

25. К ИСКУССТВЕННЫМ ИСТОЧНИКАМ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ относятся: производства, связанные с использованием радиоактивных изотопов, атомные электростанции, транспортные и научно-исследовательские ядерно-энергетические установки, специальные военные объекты, рентгеновская техника и медицинская аппаратура лучевой терапии, а также бытовые излучатели.

26. ВИДЫ ОБЛУЧЕНИЯ ЛЮДЕЙ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ 1 мкбэр 0,02—0,1 мбэр 18—35 мбэр Просмотр телепрограмм На расстоянии 2 метров Проживание возле АЭС. Облучение за год Полёт на космическом Корабле в течении 1 часа 0,003—0,3 бэр 0,01—0,1 бэр «Рентген» зубов «Рентген» Грудной клетки

27. Последствия однократного радиационного поражения

30. Радиоактивные вещества, попадающие на поверхность продуктов, если они не упакованы, или через щели и неплотности тары, проникают внутрь: в хлеб и сухари — на глубину пор; в сыпучие продукты (муку, крупу, сахарный песок, поваренную соль) — в поверхностные (10—15 мм) и нижележащие слои в зависимости от плотности продукта. Мясо, рыба, овощи и фрукты обычно загрязняются радиоактивной пылью (аэрозолями) с поверхности, к которой она весьма плотно прилипает. В жидких продуктах крупные частицы оседают на дно тары, а мелкие образуют взвеси. Наибольшую опасность представляет попадание радиоактивных веществ внутрь организма с зараженной ими пищей и водой, причем поступление их в количествах более установленных величин вызывает лучевую болезнь. Поэтому в целях исключения опасного внутреннего облучения организма человека установлены допустимые пределы радиоактивного загрязнения продуктов питания и воды. Их соблюдение необходимо строго контролировать. П р и м е ч а н и е: удельная активность радионуклида -— отношение активности радионуклида в образце к массе образца. Активность радионуклида в образце измеряют в кюри (Ки). 1 Ки 3,7 • 1010 ядерных превращений в секунду.

31. При отсутствии убежища или средств защиты Ждите информацию ЙОД Защитить продукты питания; сделать запас воды Отойдите от окон Проведите йодную профилактику Вкл. Радио, телевизор, прослушать сообщение Закрыть окна, двери Загерметизировать помещение

32. Что нужно делать при оповещении об аварии на радиационно опасных объектах Вынести ско- ропортящиеся продукты и мусор Освободить от продуктов холодильник Включить радио, теле- визор, прослушать сообщение Взять необходимые вещи Документы и продукты питания Надеть средства Индивидуальной защиты Выключить газ, электричество, погасить огонь в печи Следовать на сборный пункт

33. Уменьшения содержания радионуклидов в пище можно достигать и правильной технологией ее приготовления. Так, при варке мяса 50—б0% содержащихся в нем радионуклидов переходят в бульон в первые 10 мин. Сливом первого бульона можно соответственно уменьшить их содержание в приготовляемой пище. Но даже с учетом изложенных рекомендаций необходимо стараться использовать для питания только те продукты, которые были проверены на содержание радионуклидов и разрешены к употреблению. Все это в полной мере относится и к воде. Воду необходимо употреблять из артезианских скважин (на путях доставки воды должны быть полностью исключены возможности ее загрязнения). Если вы предполагаете, что радиоактивные вещества все же попали внутрь организма, нужно принять 25—З0 г активированного угля и через 15—20 мин промыть желудок двумя-тремя литрами воды. Активированный уголь