Reacciones de fisión nuclear.

La transformación de los núcleos al interactuar con partículas elementales o entre sí se denomina reacciones nucleares. Las reacciones nucleares son el método principal para estudiar la estructura de los núcleos y sus propiedades. Las reacciones nucleares obedecen a leyes de conservación: carga eléctrica, carga bariónica, carga leptónica, energía, impulso etc. Por ejemplo, la ley de conservación de la carga bariónica se reduce al hecho de que el número total de nucleones no cambia como resultado de una reacción nuclear.

Las reacciones nucleares pueden ocurrir con la liberación o absorción de energía. q, que es 10 6 veces mayor que la energía de las reacciones químicas. Si q> 0 energía se libera (reacción exotérmica). Por ejemplo,

En q < 0 – поглощение энергии (reacción endotérmica). Por ejemplo,

Las reacciones nucleares se caracterizan. sección transversal de reacción efectiva(si el radio del núcleo es mayor que la longitud de onda de De Broglie de la partícula).

Salida de reacción nuclear W– relación del número de eventos de reacción nuclear D norte al número de partículas norte, cayendo objetivos de 1 cm 2, es decir

,

Dónde norte– concentración de núcleos.

Muchas reacciones nucleares de bajas energías pasan por la etapa de formación. núcleo compuesto. Entonces, para que un neutrón vuele a través del núcleo a una velocidad de 10 7 m/s, se requiere un tiempo del orden de t = 10 –22 s. El tiempo de reacción es 10 - 16 –10 - 12 s o (10 6 –10 10)t. Esto significa que se producirán una gran cantidad de colisiones entre los nucleones del núcleo y se formará un estado intermedio: un núcleo compuesto. El tiempo característico t se utiliza en el análisis de procesos que ocurren en el núcleo.

A medida que disminuye la velocidad del neutrón, aumenta el tiempo de su interacción con el núcleo y la probabilidad de su captura por el núcleo, ya que la sección transversal efectiva es inversamente proporcional a la velocidad de la partícula (). Si la energía total del neutrón y del núcleo inicial se encuentra en la región donde se encuentran las bandas de energía del núcleo compuesto, entonces la probabilidad de que se forme un nivel de energía cuasi estacionario del núcleo compuesto es especialmente alta. La sección transversal de las reacciones nucleares con tales energías de partículas aumenta bruscamente, formando máximos de resonancia. En tales casos, las reacciones nucleares se llaman resonante. Sección transversal de resonancia para captura de neutrones térmicos (lentos) ( kt» 0,025 eV) puede ser ~10 6 veces mayor que la sección transversal geométrica del núcleo

Después de capturar una partícula, el núcleo compuesto está en un estado excitado durante aproximadamente 10 a 14 s y luego emite una partícula. Son posibles varios canales de desintegración radiactiva de un núcleo compuesto. También es posible un proceso competitivo: la captura radiativa, cuando, después de que una partícula es capturada por un núcleo, pasa a un estado excitado y luego, después de emitir un cuanto g, pasa al estado fundamental. Esto también puede formar un núcleo compuesto.

Las fuerzas de repulsión de Coulomb entre partículas cargadas positivamente del núcleo (protones) no favorecen, sino que dificultan la salida de estas partículas del núcleo. Esto se debe a la influencia barrera centrífuga. Esto se explica por el hecho de que las fuerzas repulsivas corresponden a energía positiva. Aumenta la altura y el ancho de la barrera de potencial de Coulomb. La salida de una partícula cargada positivamente del núcleo es proceso de subbarrera. Cuanto más alta y amplia sea la barrera potencial, menos probable será. Esto es especialmente significativo para los núcleos medianos y pesados.

Por ejemplo, un núcleo de isótopo de uranio, al capturar un neutrón, forma un núcleo compuesto, que luego se divide en dos partes. Bajo la influencia de las fuerzas repulsivas de Coulomb, estas piezas se separan con una alta energía cinética de aproximadamente 200 MeV, ya que en este caso las fuerzas eléctricas superan las fuerzas nucleares de atracción. En este caso, los fragmentos son radiactivos y se encuentran en estado excitado. Al pasar al estado fundamental, emiten neutrones rápidos y retardados, así como cuantos g y otras partículas. Los neutrones emitidos se llaman secundarios.

De todos los núcleos liberados durante la fisión, aproximadamente el 99% de los neutrones se liberan instantáneamente y la proporción de neutrones retardados es aproximadamente el 0,75%. A pesar de esto, los neutrones retardados se utilizan en la energía nuclear, ya que permiten reacciones nucleares controladas. Lo más probable es que el uranio se fisione en fragmentos, uno de los cuales es aproximadamente una vez y media más pesado que el otro. Esto se explica por la influencia de las capas de neutrones nucleares, ya que energéticamente es más favorable que el núcleo se divida de modo que el número de neutrones en cada fragmento se acerque a uno de los números mágicos: 50 u 82. Estos fragmentos pueden ser, por ejemplo ejemplo, núcleos y.

Diferencia entre el valor máximo de energía potencial E r(r) y su valor en para núcleos estables se llama energía de activación. Por lo tanto, para la fisión nuclear es necesario impartirle una energía no menor que la energía de activación. Esta energía es aportada por neutrones, tras su absorción se forman núcleos compuestos excitados.

Las investigaciones han demostrado que los núcleos de isótopos se fisionan después de capturar neutrones, incluidos los térmicos. Para la fisión de un isótopo de uranio se necesitan neutrones rápidos con una energía superior a 1 MeV. Esta diferencia en el comportamiento de los núcleos está asociada al efecto del apareamiento de nucleones.

La fisión espontánea de núcleos radiactivos también es posible en ausencia de excitación externa, como se observó en 1940. En este caso, la fisión nuclear puede ocurrir por fuga de productos de fisión a través de una barrera de potencial como resultado del efecto túnel. Otro rasgo característico de las reacciones nucleares que ocurren a través de un núcleo compuesto, bajo ciertas condiciones, es la simetría en el sistema de centro de masa de la distribución angular de las partículas dispersas que se forman durante la desintegración del núcleo compuesto.

También son posibles reacciones nucleares directas, por ejemplo,

que se utiliza para producir neutrones.

Cuando los núcleos pesados ​​se fisionan, se libera energía equivalente a un promedio de ~200 MeV por cada núcleo fisionable, lo que se denomina energía nuclear o atómica. Esta energía se produce en reactores nucleares.

El uranio natural contiene un 99,3% de isótopos y un 0,7% de isótopos, que es combustible nuclear. Los isótopos de uranio y torio son materias primas a partir de las cuales se producen artificialmente isótopos e isótopos, que también son combustible nuclear y no se encuentran en su estado natural en la naturaleza. Un isótopo de plutonio se obtiene, por ejemplo, en la reacción.

Un isótopo de uranio se obtiene, por ejemplo, en la reacción.

Dónde significa reacción

.
Los isótopos nucleares son fisionados únicamente por neutrones rápidos con energías > 1 MeV.

Una cantidad importante que caracteriza a un núcleo fisionable es el número medio de neutrones secundarios, que para implementación de una reacción en cadena de fisión nuclear Debe haber al menos 1 núcleo atómico. En tales reacciones de núcleos atómicos, se producen neutrones.

La reacción en cadena se lleva a cabo prácticamente con uranio enriquecido en reactores nucleares. En el uranio enriquecido, el contenido de isótopos de uranio se lleva al 2-5% mediante separación de isótopos. El volumen que ocupa una sustancia fisionable se llama centro reactor. Para el uranio natural, el factor de multiplicación de neutrones térmicos es k=1,32. Para reducir la velocidad de los neutrones rápidos a la velocidad de los térmicos se utilizan moderadores (grafito, agua, berilio, etc.).

Existen diferentes tipos de reactores nucleares según su finalidad y potencia. Por ejemplo, reactores experimentales para producir nuevos elementos transuránicos, etc.

Actualmente, los usos de la energía nuclear reactores reproductores (reactores reproductores), en el que no sólo se produce la producción de energía, sino también la reproducción ampliada de materia fisionable. Utilizan uranio enriquecido con un contenido bastante alto (hasta un 30%) de isótopo de uranio.

Tales reactores son criadores Se utiliza para generar energía en las centrales nucleares. La principal desventaja de las centrales nucleares es la acumulación de residuos radiactivos. Sin embargo, en comparación con las centrales eléctricas de carbón, las centrales nucleares son más respetuosas con el medio ambiente.

Fisión nuclear- el proceso de dividir un núcleo atómico en dos (menos a menudo tres) núcleos con masas similares, llamados fragmentos de fisión. Como resultado de la fisión pueden surgir también otros productos de reacción: núcleos ligeros (principalmente partículas alfa), neutrones y rayos gamma. La fisión puede ser espontánea (espontánea) y forzada (como resultado de la interacción con otras partículas, principalmente con neutrones). La fisión de núcleos pesados ​​es un proceso exotérmico, como resultado del cual se libera una gran cantidad de energía en forma de energía cinética de los productos de reacción, así como radiación. La fisión nuclear sirve como fuente de energía en reactores nucleares y armas nucleares. El proceso de fisión sólo puede ocurrir cuando la energía potencial del estado inicial del núcleo en fisión excede la suma de las masas de los fragmentos de fisión. Dado que la energía de enlace específica de los núcleos pesados ​​disminuye al aumentar su masa, esta condición se cumple para casi todos los núcleos con número de masa .

Sin embargo, como demuestra la experiencia, incluso los núcleos más pesados ​​se fisionan espontáneamente con una probabilidad muy baja. Esto significa que hay una barrera energética ( barrera de fisión), evitando la división. Se utilizan varios modelos para describir el proceso de fisión nuclear, incluido el cálculo de la barrera de fisión, pero ninguno de ellos puede explicar el proceso por completo.

El hecho de que durante la fisión de núcleos pesados ​​se libere energía se deriva directamente de la dependencia de la energía de enlace específica ε = E ligero (A,Z)/A del número de masa A. Cuando un núcleo pesado se fisiona, se forman núcleos más ligeros en los que los nucleones están más fuertemente unidos y parte de la energía se libera durante la fisión. Como regla general, la fisión nuclear va acompañada de la emisión de entre 1 y 4 neutrones. Expresemos la energía de fisión Q en términos de las energías de enlace de los núcleos inicial y final. Escribimos la energía del núcleo inicial, formado por Z protones y N neutrones, y que tiene una masa M(A,Z) y una energía de enlace E st (A,Z), de la siguiente forma:

M(A,Z)c 2 = (Zm p + Nm n)c 2 - E St (A,Z).

La división del núcleo (A,Z) en 2 fragmentos (A 1,Z 1) y (A 2,Z 2) va acompañada de la formación de N n = A – A 1 – A 2 impulsan neutrones. Si un núcleo (A,Z) se divide en fragmentos con masas M 1 (A 1 ,Z 1), M 2 (A 2 ,Z 2) y energías de enlace E св1 (A 1,Z 1), E св2 (A 2 , Z 2), entonces para la energía de fisión tenemos la expresión:

Q div = (M(A,Z) – )c 2 = E St 1 (A 1,Z 1) + E St (A 2,Z 2) – E St (A,Z),

A = A 1 + A 2 + N n, Z = Z 1 + Z 2.

23. Teoría elemental de la fisión.

En 1939 n.bor Y J. Wheeler, y también Frenkel Mucho antes de que se estudiara exhaustivamente la fisión de forma experimental, se propuso una teoría de este proceso, basada en la idea del núcleo como una gota de líquido cargado.

La energía liberada durante la fisión se puede obtener directamente de Fórmulas de Weizsäcker.

Calculemos la cantidad de energía liberada durante la fisión de un núcleo pesado. Sustituyamos en (f.2) las expresiones para las energías de enlace de los núcleos (f.1), suponiendo A 1 = 240 y Z 1 = 90. Despreciando el último término en (f.1) debido a su pequeñez y sustituyendo los valores de los parámetros a 2 y a 3, obtenemos

De esto obtenemos que la fisión es energéticamente favorable cuando Z 2 /A > 17. El valor de Z 2 /A se llama parámetro de fisibilidad. La energía E liberada durante la fisión aumenta al aumentar Z 2 /A; Z 2 /A = 17 para núcleos en la región de itrio y circonio. De las estimaciones obtenidas queda claro que la fisión es energéticamente favorable para todos los núcleos con A > 90. ¿Por qué la mayoría de los núcleos son estables con respecto a la fisión espontánea? Para responder a esta pregunta, veamos cómo cambia la forma del núcleo durante la fisión.

Consideremos la etapa inicial de la fisión, cuando el núcleo, al aumentar r, toma la forma de un elipsoide de revolución cada vez más alargado. En esta etapa de división, r es una medida de la desviación del núcleo de la forma esférica (Fig. 3). Debido a la evolución de la forma del núcleo, el cambio en su energía potencial está determinado por el cambio en la suma de las energías de superficie y de Coulomb E" n + E" k. Se supone que el volumen del núcleo permanece sin cambios. durante el proceso de deformación. En este caso, la energía superficial E"n aumenta a medida que aumenta el área de superficie del núcleo. La energía de Coulomb E"k disminuye a medida que aumenta la distancia promedio entre nucleones. Dejemos que el núcleo esférico, como resultado de una ligera deformación caracterizada por un pequeño parámetro, tome la forma de un elipsoide axialmente simétrico. Se puede demostrar que la energía superficial E" n y la energía de Coulomb E" k varían de la siguiente manera dependiendo de:

En el caso de pequeñas deformaciones elipsoidales, el aumento de la energía superficial se produce más rápido que la disminución de la energía de Coulomb. En la región de núcleos pesados ​​2E n > E k la suma de las energías de superficie y de Coulomb aumenta al aumentar . De (f.4) y (f.5) se deduce que con pequeñas deformaciones elipsoidales, un aumento de la energía superficial impide nuevos cambios en la forma del núcleo y, en consecuencia, la fisión. La expresión (f.5) es válida para valores pequeños (pequeñas deformaciones). Si la deformación es tan grande que el núcleo toma la forma de una mancuerna, entonces las fuerzas de tensión superficial, como las fuerzas de Coulomb, tienden a separar el núcleo y dar a los fragmentos una forma esférica. En esta etapa de fisión, un aumento de la tensión va acompañado de una disminución tanto de la energía de Coulomb como de la superficie. Aquellos. Con un aumento gradual en la deformación del núcleo, su energía potencial pasa por un máximo. Ahora r tiene el significado de la distancia entre los centros de futuros fragmentos. A medida que los fragmentos se alejan entre sí, la energía potencial de su interacción disminuirá, ya que la energía de repulsión de Coulomb E k disminuye. La dependencia de la energía potencial de la distancia entre los fragmentos se muestra en la Fig. 4. El nivel cero de energía potencial corresponde a la suma de las energías superficial y de Coulomb de dos fragmentos que no interactúan. La presencia de una barrera de potencial impide la fisión espontánea instantánea de los núcleos. Para que un núcleo se divida instantáneamente, necesita impartir una energía Q que exceda la altura de la barrera H. La energía potencial máxima de un núcleo fisionable es aproximadamente igual a e 2 Z 2 /(R 1 + R 2), donde R 1 y R 2 son los radios de los fragmentos. Por ejemplo, cuando un núcleo de oro se divide en dos fragmentos idénticos, e 2 Z 2 /(R 1 + R 2) = 173 MeV, y la cantidad de energía E liberada durante la fisión ( ver fórmula (f.2)), igual a 132 MeV. Así, durante la fisión de un núcleo de oro, es necesario superar una barrera de potencial de una altura de unos 40 MeV. , Cuanto mayor sea la altura de la barrera H, menor será la relación de Coulomb y energía superficial E a /E p en el núcleo inicial. Esta relación, a su vez, aumenta al aumentar el parámetro de divisibilidad Z 2 /A (

Aquellos. Según el modelo de gotas, no debería haber núcleos con Z 2 /A > 49 en la naturaleza, ya que se fisionan espontáneamente casi instantáneamente (dentro de un tiempo nuclear característico del orden de 10 -22 s). La existencia de núcleos atómicos con Z 2 /A > 49 (“isla de estabilidad”) se explica por la estructura de capa. La dependencia de la forma, la altura de la barrera de potencial H y la energía de fisión E del valor del parámetro de fisión Z 2 /A se muestra en la Fig. 5.

Fisión espontánea de núcleos con Z 2 /A< 49, для которых высота барьера Н не равна нулю, с точки зрения классической физики невозможно. С точки зрения квантовой механики такое деление возможно в результате прохождения через потенциальный барьер и носит название спонтанного деления. Вероятность спонтанного деления растет с увеличением параметра делимости Z 2 /А, т.е. с уменьшением высоты барьера. В целом период полураспада относительно спонтанного деления уменьшается при переходе от менее тяжелых ядер к более тяжелым от Т 1/2 > 10 21 años para 232 Th a 0,3 s para 260 Ku. Fisión forzada de núcleos con Z 2 /A < 49 может быть вызвано любыми частицами: фотонами, нейтронами, протонами, дейтронами, -частицами и т.д., если энергия, которую они вносят в ядро достаточна для преодоления барьера деления.

Reacciones nucleares. La interacción de una partícula con un núcleo atómico, que conduce a la transformación de este núcleo en un nuevo núcleo con la liberación de partículas secundarias o rayos gamma, se denomina reacción nuclear.

La primera reacción nuclear fue llevada a cabo por Rutherford en 1919. Descubrió que la colisión de partículas alfa con los núcleos de los átomos de nitrógeno producía protones que se movían rápidamente. Esto significó que el núcleo del isótopo de nitrógeno, como resultado de una colisión con una partícula alfa, se transformó en el núcleo del isótopo de oxígeno:

.

Las reacciones nucleares pueden ocurrir con la liberación o absorción de energía. Utilizando la ley de la relación entre masa y energía, la producción de energía de una reacción nuclear se puede determinar encontrando la diferencia entre las masas de las partículas que entran en la reacción y los productos de la reacción:

Reacción en cadena de fisión de núcleos de uranio. Entre las diversas reacciones nucleares, las reacciones en cadena de fisión de algunos núcleos pesados ​​son de particular importancia en la vida de la sociedad humana moderna.

La reacción de fisión de los núcleos de uranio al ser bombardeados con neutrones se descubrió en 1939. Como resultado de estudios experimentales y teóricos realizados por E. Fermi, I. Joliot-Curie, O. Hahn, F. Strassmann, L. Meitner, O. Frisch, F. Joliot-Curie, descubrió que cuando un neutrón choca contra un núcleo de uranio, el núcleo se divide en dos o tres partes.

La fisión de un núcleo de uranio libera unos 200 MeV de energía. La energía cinética del movimiento de los núcleos fragmentados representa aproximadamente 165 MeV, el resto de la energía es transportada por los cuantos gamma.

Conociendo la energía liberada durante la fisión de un núcleo de uranio, se puede calcular que la energía producida por la fisión de todos los núcleos de 1 kg de uranio es de 80 mil billones de julios. Esto es varios millones de veces más de lo que se libera al quemar 1 kg de carbón o petróleo. Por lo tanto, se buscó formas de liberar energía nuclear en cantidades significativas para su uso con fines prácticos.

F. Joliot-Curie fue el primero en sugerir la posibilidad de reacciones nucleares en cadena en 1934. En 1939, él, junto con H. Halban y L. Kowarski, descubrieron experimentalmente que durante la fisión de un núcleo de uranio, además de los fragmentos nucleares , 2 -3 neutrones libres. En condiciones favorables, estos neutrones pueden chocar con otros núcleos de uranio y provocar su fisión. Cuando tres núcleos de uranio se fisionan, se deben liberar de 6 a 9 nuevos neutrones, que caerán en nuevos núcleos de uranio, etc. En la Figura 316 se presenta un diagrama del desarrollo de una reacción en cadena de fisión de núcleos de uranio.

Arroz. 316

La implementación práctica de reacciones en cadena no es una tarea tan sencilla como parece en el diagrama. Los neutrones liberados durante la fisión de los núcleos de uranio son capaces de provocar la fisión únicamente de los núcleos del isótopo de uranio con un número másico de 235, pero su energía es insuficiente para destruir los núcleos del isótopo de uranio con un número másico de 238. En el uranio natural, la proporción de uranio con número másico 238 es del 99,8%, y la proporción de uranio con número másico 235 es sólo del 0,7%. Por lo tanto, la primera forma posible de llevar a cabo una reacción en cadena de fisión está asociada con la separación de isótopos de uranio y la producción del isótopo en su forma pura en cantidades suficientemente grandes. Una condición necesaria para que se produzca una reacción en cadena es la presencia de una cantidad suficientemente grande de uranio, ya que en una muestra pequeña la mayoría de los neutrones vuelan a través de la muestra sin chocar con ningún núcleo. La masa mínima de uranio en la que puede ocurrir una reacción en cadena se llama masa crítica. La masa crítica del uranio-235 es de varias decenas de kilogramos.

La forma más sencilla de realizar una reacción en cadena con uranio-235 es la siguiente: se fabrican dos piezas de uranio metálico, cada una con una masa ligeramente inferior a la crítica. No puede ocurrir una reacción en cadena en cada uno de ellos por separado. Cuando estas piezas se conectan rápidamente, se desarrolla una reacción en cadena y se libera una energía colosal. La temperatura del uranio alcanza millones de grados, el uranio mismo y cualquier otra sustancia cercana se convierte en vapor. La bola gaseosa caliente se expande rápidamente, quemando y destruyendo todo a su paso. Así ocurre una explosión nuclear.

Es muy difícil utilizar la energía de una explosión nuclear con fines pacíficos, ya que la liberación de energía es incontrolable. En los reactores nucleares se llevan a cabo reacciones en cadena controladas de fisión de núcleos de uranio.

Reactor nuclear. Los primeros reactores nucleares fueron reactores de neutrones lentos (Fig. 317). La mayoría de los neutrones liberados durante la fisión de los núcleos de uranio tienen una energía de 1 a 2 MeV. Sus velocidades son de aproximadamente 107 m/s, por lo que se les llama neutrones rápidos. A tales energías, los neutrones interactúan con el uranio y los núcleos de uranio con aproximadamente la misma eficiencia. Y dado que en el uranio natural hay 140 veces más núcleos de uranio que núcleos de uranio, la mayoría de estos neutrones son absorbidos por los núcleos de uranio y no se desarrolla una reacción en cadena. Los neutrones que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad del movimiento térmico (aproximadamente 2,10 3 m/s) se denominan lentos o térmicos. Los neutrones lentos interactúan bien con los núcleos de uranio-235 y son absorbidos por ellos 500 veces más eficientemente que los neutrones rápidos. Por lo tanto, cuando el uranio natural se irradia con neutrones lentos, la mayoría de ellos no se absorben en los núcleos de uranio-238, sino en los núcleos de uranio-235 y provocan su fisión. En consecuencia, para que se desarrolle una reacción en cadena en el uranio natural, las velocidades de los neutrones deben reducirse a velocidades térmicas.

Arroz. 317

Los neutrones se ralentizan como resultado de colisiones con los núcleos atómicos del medio en el que se mueven. Para ralentizar los neutrones en un reactor, se utiliza una sustancia especial llamada moderador. Los núcleos de los átomos de la sustancia moderadora deben tener una masa relativamente pequeña, ya que al chocar con un núcleo ligero, un neutrón pierde más energía que al chocar con uno pesado. Los moderadores más comunes son el agua corriente y el grafito.

El espacio en el que se produce la reacción en cadena se llama núcleo del reactor. Para reducir la fuga de neutrones, el núcleo del reactor está rodeado por un reflector de neutrones, que rechaza una parte importante de los neutrones que se escapan hacia el núcleo. La misma sustancia que sirve de moderador se suele utilizar como reflector.

La energía liberada durante el funcionamiento del reactor se elimina mediante un refrigerante. Como refrigerante solo se pueden utilizar líquidos y gases que no tengan la capacidad de absorber neutrones. El agua corriente se utiliza mucho como refrigerante; a veces incluso se utiliza sodio metálico líquido.

El reactor se controla mediante varillas de control (o control) especiales insertadas en el núcleo del reactor. Las barras de control están hechas de compuestos de boro o cadmio, que absorben neutrones térmicos con una eficiencia muy alta. Antes de que el reactor entre en funcionamiento, se introducen completamente en su núcleo. Al absorber una porción importante de neutrones, imposibilitan el desarrollo de una reacción en cadena. Para poner en marcha el reactor, las barras de control se retiran gradualmente del núcleo hasta que la liberación de energía alcanza un nivel predeterminado. Cuando la potencia aumenta por encima del nivel establecido, se encienden las máquinas automáticas, hundiendo las barras de control profundamente en el núcleo.

Energía nuclear. La energía nuclear fue puesta por primera vez al servicio de la paz en nuestro país. El primer organizador y líder del trabajo sobre ciencia y tecnología atómicas en la URSS fue el académico Igor Vasilyevich Kurchatov (1903-1960).

Actualmente, la central nuclear de Leningrado, que lleva su nombre, es la más grande de la URSS y de Europa. V.I. Lenin tiene una capacidad de 4000 MW, es decir. 800 veces la potencia de la primera central nuclear.

El costo de la electricidad generada en las grandes centrales nucleares es menor que el costo de la electricidad generada en las centrales térmicas. Por tanto, la energía nuclear se está desarrollando a un ritmo acelerado.

Los reactores nucleares se utilizan como centrales eléctricas en buques de guerra. El primer barco pacífico del mundo con una central nuclear, el rompehielos de propulsión nuclear Lenin, fue construido en la Unión Soviética en 1959.

El rompehielos soviético Arktika, de propulsión nuclear, construido en 1975, se convirtió en el primer barco de superficie del mundo en llegar al Polo Norte.

Reacción termonuclear. La energía nuclear se libera no sólo en reacciones nucleares de fisión de núcleos pesados, sino también en reacciones de combinación de núcleos atómicos ligeros.

Para conectar protones con carga similar, es necesario superar las fuerzas repulsivas de Coulomb, lo que es posible a velocidades suficientemente altas de partículas en colisión. En el interior de las estrellas se dan las condiciones necesarias para la síntesis de núcleos de helio a partir de protones. En la Tierra, la reacción de fusión termonuclear se llevó a cabo durante explosiones termonucleares experimentales.

La síntesis de helio a partir de isótopos ligeros de hidrógeno se produce a una temperatura de aproximadamente 108 K, y para la síntesis de helio a partir de isótopos pesados ​​de hidrógeno (deuterio y tritio) según el esquema

requiere calentamiento a aproximadamente 5 10 7 K.

Cuando se sintetiza 1 g de helio a partir de deuterio y tritio, la energía liberada es 4,2·10 11 J. Esta energía se libera cuando se queman 10 toneladas de combustible diesel.

Las reservas de hidrógeno en la Tierra son prácticamente inagotables, por lo que el uso de la energía de fusión termonuclear con fines pacíficos es una de las tareas más importantes de la ciencia y la tecnología modernas.

La reacción termonuclear controlada de síntesis de helio a partir de isótopos pesados ​​de hidrógeno mediante calentamiento se lleva a cabo haciendo pasar una corriente eléctrica a través del plasma. Se utiliza un campo magnético para evitar que el plasma calentado entre en contacto con las paredes de la cámara. En la instalación experimental Tokamak-10, los físicos soviéticos lograron calentar el plasma a una temperatura de 13 millones de grados. El hidrógeno se puede calentar a temperaturas más altas mediante radiación láser. Para ello, es necesario enfocar rayos de luz de varios láseres sobre una bola de vidrio que contiene una mezcla de isótopos pesados ​​de deuterio y tritio. En experimentos realizados en instalaciones láser ya se ha obtenido plasma con una temperatura de varias decenas de millones de grados.

Reacción nuclear en cadena. Como resultado de experimentos sobre irradiación de neutrones de uranio, se encontró que bajo la influencia de neutrones, los núcleos de uranio se dividen en dos núcleos (fragmentos) de aproximadamente la mitad de masa y carga; este proceso va acompañado de la emisión de varios (dos o tres) neutrones (Fig. 402). Además del uranio, algunos otros elementos de entre los últimos elementos de la tabla periódica de Mendeleev son capaces de fisionarse. Estos elementos, como el uranio, se fisionan no sólo bajo la influencia de neutrones, sino también sin influencias externas (de forma espontánea). La fisión espontánea fue establecida experimentalmente por los físicos soviéticos K. A. Petrzhak y Georgiy Nikolaevich Flerov (n. 1913) en 1940. Es un proceso muy raro. Así, en 1 g de uranio sólo se producen unas 20 fisiones espontáneas por hora.

Arroz. 402. Fisión de un núcleo de uranio bajo la influencia de neutrones: a) el núcleo captura un neutrón; b) el impacto de un neutrón sobre un núcleo hace que éste oscile; c) el núcleo se divide en dos fragmentos; al mismo tiempo se emiten varios neutrones más

Debido a la repulsión electrostática mutua, los fragmentos de fisión se dispersan en direcciones opuestas, adquiriendo una enorme energía cinética (aproximadamente ). Por tanto, la reacción de fisión se produce con una importante liberación de energía. Los fragmentos que se mueven rápidamente ionizan intensamente los átomos del medio. Esta propiedad de los fragmentos se utiliza para detectar procesos de fisión utilizando una cámara de ionización o cámara de niebla. En la figura 1 se muestra una fotografía de los rastros de fragmentos de fisión en una cámara de niebla. 403. Es sumamente significativo que los neutrones emitidos durante la fisión de un núcleo de uranio (los llamados neutrones de fisión secundaria) sean capaces de provocar la fisión de nuevos núcleos de uranio. Gracias a esto, es posible llevar a cabo una reacción en cadena de fisión: una vez que se produce, la reacción puede, en principio, continuar por sí sola, abarcando un número cada vez mayor de núcleos. El diagrama de desarrollo de dicha reacción celónica creciente se muestra en la Fig. 404.

Arroz. 403. Fotografía de rastros de fragmentos de fisión de uranio en una cámara de niebla: fragmentos () vuelan en direcciones opuestas desde una fina capa de uranio depositada sobre una placa que bloquea la cámara. La imagen también muestra muchas trazas más finas de protones eliminados por neutrones de las moléculas del vagón de agua contenido en la cámara.

Llevar a cabo una reacción en cadena de fisión en la práctica no es fácil; La experiencia demuestra que en la masa de uranio natural no se produce una reacción en cadena. La razón de esto reside en la pérdida de neutrones secundarios; en el uranio natural, la mayoría de los neutrones escapan sin provocar fisión. Como han revelado los estudios, la pérdida de neutrones se produce en el isótopo más común del uranio, el uranio - 238 (). Este isótopo absorbe fácilmente neutrones mediante una reacción similar a la reacción de la plata con neutrones (ver § 222); esto produce un isótopo artificialmente radiactivo. Se divide con dificultad y sólo bajo la influencia de neutrones rápidos.

El isótopo que está contenido en el uranio natural en grandes cantidades tiene propiedades más favorables para una reacción en cadena. Se divide bajo la influencia de neutrones de cualquier energía, rápidos y lentos, y cuanto menor sea la energía de los neutrones, mejor. El proceso que compite con la fisión (la simple absorción de neutrones) es poco probable, al contrario. Por lo tanto, en el uranio-235 puro es posible una reacción en cadena de fisión, siempre que la masa del uranio-235 sea lo suficientemente grande. En el uranio de baja masa, la reacción de fisión finaliza debido a la emisión de neutrones secundarios fuera de su sustancia.

Arroz. 404. Desarrollo de una valiosa reacción de fisión: convencionalmente se acepta que cuando un núcleo se fisiona, se emiten dos neutrones y no hay pérdida de neutrones, es decir. cada neutrón provoca una nueva fisión; círculos - fragmentos de fisión, flechas - neutrones de fisión

De hecho, debido al diminuto tamaño de los núcleos atómicos, un neutrón recorre una distancia considerable (medida en centímetros) a través de la materia antes de chocar accidentalmente con un núcleo. Si el tamaño del cuerpo es pequeño, entonces la probabilidad de una colisión en el camino hacia la salida es pequeña. Casi todos los neutrones de fisión secundaria se emiten a través de la superficie del cuerpo sin provocar nuevas fisiones, es decir, sin continuar la reacción.

De un cuerpo grande, salen volando principalmente neutrones formados en la capa superficial. Los neutrones formados dentro del cuerpo tienen un espesor suficiente de uranio frente a ellos y, en su mayor parte, provocan nuevas fisiones, continuando la reacción (Fig. 405). Cuanto mayor es la masa del uranio, menor es la proporción de su volumen en la capa superficial, de la que se pierden muchos neutrones, y más favorables son las condiciones para el desarrollo de una reacción en cadena.

Arroz. 405. Desarrollo de una reacción en cadena de fisión en. a) Cuando la masa es baja, la mayoría de los neutrones de fisión salen volando. b) En una gran masa de uranio, muchos neutrones de fisión provocan la fisión de nuevos núcleos; el número de divisiones aumenta de generación en generación. Círculos - fragmentos de fisión, flechas - neutrones de fisión

Aumentando gradualmente la cantidad de , alcanzaremos una masa crítica, es decir, la masa más pequeña, a partir de la cual se producirá una reacción en cadena no amortiguada de fisión en . Con un mayor aumento de masa, la reacción comenzará a desarrollarse rápidamente (comenzará con divisiones espontáneas). Cuando la masa disminuye por debajo del valor crítico, la reacción se extingue.

Por tanto, se puede llevar a cabo una reacción en cadena de fisión. Si tiene una cantidad suficiente de limpio, sepárelo.

Como vimos en §202, la separación de isótopos, aunque compleja y costosa, sigue siendo una operación factible. De hecho, la extracción del uranio natural fue una de las formas en que se puso en práctica la reacción en cadena de fisión.

Junto a esto, la reacción en cadena se logró de otra forma que no requirió la separación de los isótopos de uranio. Este método es algo más complicado en principio, pero más fácil de implementar. Utiliza la desaceleración de los neutrones rápidos de fisión secundaria a velocidades de movimiento térmico. Hemos visto que en el uranio natural los neutrones secundarios inmediatos son absorbidos principalmente por el isótopo. Dado que la absorción no conduce a la fisión, la reacción termina. Como muestran las mediciones, cuando los neutrones se desaceleran a velocidades térmicas, la capacidad de absorción aumenta más que la capacidad de absorción. Tiene prioridad la absorción de neutrones por el isótopo, que conduce a la fisión. Por lo tanto, si se ralentizan los neutrones de fisión, evitando que sean absorbidos, será posible una reacción en cadena con el uranio natural.

Arroz. 406. Un sistema de uranio natural y un moderador en el que se puede desarrollar una reacción en cadena de fisión.

En la práctica, este resultado se logra colocando barras calientes de uranio natural en forma de una rara red en el moderador (Fig. 406). Como moderadores se utilizan sustancias que tienen una masa atómica baja y absorben débilmente neutrones. Buenos moderadores son el grafito, el agua pesada y el berilio.

Dejemos que se produzca una fisión del núcleo de uranio en una de las varillas. Dado que la varilla es relativamente delgada, casi todos los neutrones secundarios rápidos escaparán al moderador. Las varillas se encuentran bastante dispersas en la red. El neutrón emitido, antes de chocar con la nueva varilla, experimenta muchas colisiones con los núcleos moderadores y se ralentiza a la velocidad del movimiento térmico (Fig. 407). Después de chocar contra la barra de uranio, lo más probable es que el neutrón sea absorbido y provoque una nueva fisión, continuando así la reacción. La reacción en cadena de fisión se llevó a cabo por primera vez en Estados Unidos en 1942. un grupo de científicos liderados por el físico italiano Enrico Fermi (1901-1954) en un sistema con uranio natural. Este proceso se implementó de forma independiente en la URSS en 1946. El académico Igor Vasilievich Kurchatov (1903-1960) y su personal.

Arroz. 407. Desarrollo de una valiosa reacción de fisión en un sistema de uranio natural y moderador. Un neutrón rápido, que escapa de una varilla delgada, ingresa al moderador y disminuye su velocidad. Una vez de regreso al uranio, el neutrón desacelerado probablemente sea absorbido por el uranio, provocando la fisión (símbolo: dos círculos blancos). Algunos neutrones son absorbidos sin causar fisión (símbolo: círculo negro)

Lección de física en noveno grado.

“Fisión de núcleos de uranio. Reacción en cadena"

Objetivo de la lección: Familiarizar a los estudiantes con el proceso de fisión de los núcleos atómicos de uranio y el mecanismo de la reacción en cadena.

Tareas:

educativo:

estudiar el mecanismo de fisión de los núcleos de uranio-235; introducir el concepto de masa crítica; Determinar los factores que determinan la ocurrencia de una reacción en cadena.

educativo:

llevar a los estudiantes a comprender la importancia de los descubrimientos científicos y la el peligro que puede derivarse de los logros científicos con una actitud irreflexiva, analfabeta o inmoral hacia ellos.

desarrollo:

desarrollo del pensamiento lógico; desarrollo del monólogo y discurso dialógico; Desarrollo de operaciones mentales en los estudiantes: análisis, comparación, aprendizaje. Formación de una idea de la integridad de la imagen del mundo.

Tipo de lección: lección sobre el aprendizaje de nuevos conocimientos.

Competencias que la lección pretende desarrollar:

semántica de valores: la capacidad de ver y comprender el mundo que nos rodea,

cultural general: el dominio por parte del estudiante de la imagen científica del mundo,

educativo y cognitivo: la capacidad de distinguir los hechos de la especulación,

Habilidades de comunicación: habilidades para trabajar en grupo, dominio de diversos roles sociales en un equipo,

competencias de superación personal - cultura del pensamiento y el comportamiento

Avance de la lección: 1. Momento organizacional.

Ha llegado una nueva lección. Yo os sonreiré y vosotros os sonreiréis el uno al otro. Y pensaréis: qué bueno que hoy estemos todos aquí juntos. Somos modestos y amables, amigables y cariñosos. Todos estamos sanos. - Respira profundamente y exhala. Exhala el resentimiento, la ira y la ansiedad de ayer. Les deseo a todos una buena lección. .

2. Revisar la tarea.

Prueba.

1. ¿Qué carga tiene el núcleo?

1) positivo 2) negativo 3) el núcleo no tiene carga

2. ¿Qué es una partícula alfa?

1) electrón 2) núcleo átomo de helio

3) radiación electromagnética

3. ¿Cuántos protones y neutrones contiene el núcleo de un átomo de berilioBe?

1) Z =9, N =4 2) Z =5, N =4 3) Z =4, N =5

4. ¿El núcleo de qué elemento químico se forma durante la desintegración α del radio?

Ra → ? +Él.

1) radón 2) uranio 3) fermio

5. La masa de un núcleo es siempre... la suma de las masas de los nucleones que lo componen.

1) mayor que 2) igual a 3) menor

6. Un neutrón es una partícula.

1) tener carga +1, masa atómica 1;

2) tener un cargo – 1, masa atómica 0;

3) con carga 0, masa atómica 1.

7.Indique el segundo producto de la reacción nuclear.

Respuestas: Opción 1. 1)1; 2)2; 3)3; 4)1; 5)3; 6)3; 7)3.

8. ¿Cómo interactúan eléctricamente entre sí los protones del núcleo?

9. ¿Qué es un defecto masivo? Escribe la fórmula.

10. ¿Qué es la energía vinculante? Escribe la fórmula.

Aprender material nuevo.

Recientemente aprendimos que algunos elementos químicos se transforman en otros elementos químicos durante la desintegración radiactiva. ¿Qué crees que sucederá si envías alguna partícula al núcleo de un átomo de algún elemento químico, por ejemplo, un neutrón al núcleo de uranio?

En 1939, los científicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann descubrieron la fisión de los núcleos de uranio. Descubrieron que cuando se bombardea uranio con neutrones, aparecen elementos de la parte media de la tabla periódica: isótopos radiactivos de bario (Z = 56), criptón (Z = 36), etc.

Consideremos con más detalle el proceso de fisión de un núcleo de uranio durante el bombardeo con un neutrón según la figura. Un neutrón que entra en un núcleo de uranio es absorbido por éste. El núcleo se excita y comienza a deformarse como una gota de líquido.

El núcleo se excita y comienza a deformarse. ¿Por qué el núcleo se divide en dos partes? ¿Bajo qué fuerzas se produce la ruptura?

¿Qué fuerzas actúan dentro del núcleo?

– Electrostática y nuclear.

Bien, pero ¿cómo se manifiestan las fuerzas electrostáticas?

– Las fuerzas electrostáticas actúan entre partículas cargadas. La partícula cargada en el núcleo es el protón. Dado que el protón tiene carga positiva, significa que entre ellos actúan fuerzas repulsivas.

Es cierto, pero ¿cómo se manifiestan las fuerzas nucleares?

– Las fuerzas nucleares son las fuerzas de atracción entre todos los nucleones.

Entonces, ¿bajo la influencia de qué fuerzas se rompe el núcleo?

– (Si surgen dificultades, hago preguntas orientadoras y llevo a los estudiantes a la conclusión correcta) Bajo la influencia de fuerzas electrostáticas de repulsión, el núcleo se divide en dos partes, que se separan en diferentes direcciones y emiten 2-3 neutrones.

Se estira hasta que las fuerzas eléctricas repulsivas comienzan a prevalecer sobre las nucleares. El núcleo se rompe en dos fragmentos, liberando dos o tres neutrones. Esta es la tecnología de fisión de un núcleo de uranio.

Los fragmentos salen volando a muy alta velocidad. Resulta que parte de la energía interna del núcleo se convierte en energía cinética de fragmentos y partículas voladoras. Los fragmentos terminan en el medio ambiente. ¿Qué crees que les está pasando?

– Los fragmentos se ralentizan en el medio ambiente.

Para no violar la ley de conservación de la energía, debemos decir ¿qué pasará con la energía cinética?

– La energía cinética de los fragmentos se convierte en energía interna del medio ambiente.

¿Puedes notar que la energía interna del medio ha cambiado?

– Sí, el ambiente se está calentando.

¿El cambio en la energía interna se verá influenciado por el hecho de que en la fisión participarán diferentes cantidades de núcleos de uranio?

– Por supuesto, con la fisión simultánea de un gran número de núcleos de uranio, aumenta la energía interna del entorno que rodea al uranio.

Por tu curso de química, sabes que las reacciones pueden ocurrir tanto con la absorción de energía como con la liberación. ¿Qué podemos decir sobre el curso de la reacción de fisión de los núcleos de uranio?

– La reacción de fisión de los núcleos de uranio se produce con la liberación de energía al medio ambiente.

(Diapositiva 13)

El uranio se encuentra en la naturaleza en forma de dos isótopos: U (99,3%) y U (0,7%). En este caso, la reacción de fisión de U ocurre más intensamente con neutrones lentos, mientras que los núcleos de U simplemente absorben un neutrón y no se produce fisión. Por lo tanto, el interés principal está en la reacción de fisión del núcleo U. Actualmente se conocen alrededor de 100 isótopos diferentes con números másicos de aproximadamente 90 a 145 que surgen durante la fisión de este núcleo. Dos reacciones de fisión típicas de este núcleo son:

Tengamos en cuenta que la energía liberada durante la fisión de los núcleos de uranio es enorme. Por ejemplo, la fisión completa de todos los núcleos contenidos en 1 kg de uranio libera la misma energía que la combustión de 3.000 toneladas de carbón. Además, esta energía puede liberarse instantáneamente.

(Diapositiva 14)

Descubrimos qué pasará con los fragmentos. ¿Cómo se comportarán los neutrones?

Cuando un núcleo de uranio-235 se fisiona, lo cual es causado por una colisión con un neutrón, se liberan 2 o 3 neutrones. En condiciones favorables, estos neutrones pueden chocar con otros núcleos de uranio y provocar su fisión. En esta etapa aparecerán de 4 a 9 neutrones, capaces de provocar nuevas desintegraciones de los núcleos de uranio, etc. Este proceso similar a una avalancha se llama reacción en cadena. (Escribir en cuaderno: Reacción nuclear en cadena- una secuencia de reacciones nucleares, cada una de las cuales es causada por una partícula que apareció como producto de reacción en el paso anterior de la secuencia). Consideraremos el diagrama de desarrollo de la reacción en cadena de fisión de núcleos de uranio con más detalle utilizando un fragmento de video en cámara lenta para una consideración más detallada.

Vemos que el número total de neutrones libres en un trozo de uranio aumenta como una avalancha con el tiempo. ¿A qué podría conducir esto?

- A la explosión.

¿Por qué?

– Aumenta el número de fisiones nucleares y, en consecuencia, la energía liberada por unidad de tiempo.

Pero también es posible otra opción, en la que el número de neutrones libres disminuye con el tiempo y el neutrón no se encuentra con el núcleo en su camino. En este caso ¿Qué pasará con la reacción en cadena?

- Se detendrá.

¿Es posible utilizar la energía de tales reacciones con fines pacíficos?

¿Cómo debería proceder la reacción?

– La reacción debe desarrollarse de tal manera que el número de neutrones permanezca constante en el tiempo.

¿Cómo podemos asegurarnos de que el número de neutrones permanezca constante todo el tiempo?

– (sugerencias de chicos)

Para solucionar este problema es necesario saber qué factores influyen en el aumento y disminución del número total de neutrones libres en un trozo de uranio en el que se produce una reacción en cadena.

(Diapositiva 15)

Uno de estos factores es masa de uranio . El hecho es que no todos los neutrones emitidos durante la fisión nuclear provocan la fisión de otros núcleos. Si la masa (y, en consecuencia, las dimensiones) de un trozo de uranio es demasiado pequeña, muchos neutrones saldrán volando de él, sin tener tiempo de encontrarse con el núcleo en su camino, provocando su fisión y generando así una nueva generación de neutrones necesarios para continuar la reacción. En este caso, la reacción en cadena se detendrá. Para que la reacción continúe, es necesario aumentar la masa de uranio hasta un cierto valor, llamado crítico.

¿Por qué es posible una reacción en cadena a medida que aumenta la masa?

Para que se produzca una reacción en cadena, es necesario que se produzca el llamado tasa de reproducción Los neutrones eran mayores que uno. En otras palabras, en cada generación posterior debería haber más neutrones que en la anterior. El coeficiente de multiplicación está determinado no solo por la cantidad de neutrones producidos en cada acto elemental, sino también por las condiciones en las que ocurre la reacción: algunos de los neutrones pueden ser absorbidos por otros núcleos o abandonar la zona de reacción. Los neutrones liberados durante la fisión de los núcleos de uranio-235 son capaces de provocar la fisión únicamente de los núcleos del mismo uranio, que representa sólo el 0,7% del uranio natural. Esta concentración es insuficiente para iniciar una reacción en cadena. El isótopo U también puede absorber neutrones, pero esto no provoca una reacción en cadena.

( Escribe en tu cuaderno: Factor de multiplicación de neutronesk - la relación entre el número de neutrones de la generación siguiente y el número de la generación anterior en todo el volumen del medio multiplicador de neutrones)

Una reacción en cadena en uranio con un alto contenido de uranio-235 sólo puede desarrollarse cuando la masa de uranio excede la llamada masa crítica. En pequeños trozos de uranio, la mayoría de los neutrones salen volando sin chocar con ningún núcleo. Para el uranio-235 puro, la masa crítica es de unos 50 kg.

( Escribe en tu cuaderno: Masa crítica- la cantidad mínima de material fisionable necesaria para iniciar una reacción en cadena de fisión autosostenida).

(Diapositiva 16)

La masa crítica de uranio se puede reducir muchas veces utilizando los llamados moderadores de neutrones. El hecho es que los neutrones producidos durante la desintegración de los núcleos de uranio tienen velocidades demasiado altas y la probabilidad de capturar neutrones lentos por los núcleos de uranio-235 es cientos de veces mayor que la de los rápidos. El mejor moderador de neutrones es el agua pesada H2O. Al interactuar con los neutrones, el agua corriente se convierte en agua pesada.

El grafito, cuyos núcleos no absorben neutrones, también es un buen moderador. Durante la interacción elástica con núcleos de deuterio o carbono, los neutrones ralentizan su movimiento.

El uso de moderadores de neutrones y una capa especial de berilio que refleja los neutrones permite reducir la masa crítica a 250 g (0,25 kg).

Escribe en tu cuaderno:

La masa crítica se puede reducir si:

Utilice moderadores (grafito, agua corriente y pesada)

Concha reflectante (berilio)).

Y en las bombas atómicas, se produce una reacción nuclear en cadena incontrolada cuando se combinan rápidamente dos piezas de uranio-235, cada una de las cuales tiene una masa ligeramente inferior a la crítica.

La bomba atómica es un arma terrible. Cuyos factores dañinos son: 1) Radiación luminosa (incluidos rayos X y radiación térmica); 2) Onda de choque; 3) contaminación por radiación de la zona. Pero la fisión de los núcleos de uranio también se utiliza con fines pacíficos: en reactores nucleares de centrales nucleares. Consideraremos los procesos que ocurren en estos casos en la próxima lección.

La mitad del siglo XX se caracteriza por la aceleración de la ciencia: una aceleración fantástica, la introducción de los logros científicos en la producción y en nuestras vidas. Todo esto nos hace pensar: ¿qué nos dará la ciencia mañana?
Aliviar todas las cargas de la existencia humana es el principal objetivo de la ciencia verdaderamente progresista. Para hacer más feliz a la humanidad, no sólo a uno, ni a dos, sino a la humanidad. Y esto es muy importante porque, como saben, la ciencia también puede actuar contra una persona. La explosión atómica en las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki es un trágico ejemplo de ello.

Entonces, 1945, agosto. La Segunda Guerra Mundial está llegando a su fin.

(Diapositiva 2)

El 6 de agosto a la 1:45 a. m., un bombardero estadounidense B-29 al mando del coronel Paul Tibbetts despegó de la isla, que se encontraba aproximadamente a 6 horas de vuelo desde Hiroshima.

(Diapositiva 3)

Hiroshima después de la explosión atómica.

Cuya sombra vaga por allí sin ser vista,
¿Estás ciego por los problemas?
Este es Hiroshima llorando
En nubes de ceniza.
¿De quién es la voz en la cálida oscuridad?
¿Puedes oír el frenesí?
Es Nagasaki llorando
En una tierra quemada
En este llanto y sollozo
no hay falsedad
El mundo entero se quedó helado de anticipación.
¿Quién llorará después?

(Diapositiva 4)

El número de muertes por el impacto directo de la explosión osciló entre 70 y 80 mil personas. A finales de 1945, debido a la contaminación radiactiva y otros efectos posteriores a la explosión, el número total de muertes osciló entre 90 y 166 mil personas. Después de 5 años, el número total de muertes llegó a 200.000 personas.

(Diapositiva 5)

El 6 de agosto, tras recibir la noticia del éxito del bombardeo atómico de Hiroshima, el presidente estadounidense Truman anunció que

“Ahora estamos preparados para destruir, incluso más rápido y completamente que antes, todas las instalaciones de producción terrestres de los japoneses en cualquier ciudad. Destruiremos sus muelles, sus fábricas y sus comunicaciones. Que no haya malentendidos: destruiremos completamente la capacidad de Japón para hacer la guerra".

(Diapositiva 6)

A las 2:47 del 9 de agosto, un bombardero estadounidense B-29 al mando de un mayor, que llevaba una bomba atómica a bordo, despegó de la isla. A las 10:56 el B-29 llegó a Nagasaki. La explosión se produjo a las 11:02 hora local.

(Diapositiva 7)

El número de muertes a finales de 1945 osciló entre 60 y 80 mil personas. Después de cinco años, el número total de muertos, incluidas las muertes por cáncer y otros efectos a largo plazo de la explosión, puede haber alcanzado o incluso superado las 140.000.

Esta es la historia, triste y de advertencia.

Cada persona no es una isla,

cada persona es parte de un gran continente.
Y nunca preguntes por quién doblan las campanas.
Él te está llamando...

Consolidación.

¿Qué aprendimos hoy en clase? (con mecanismo de fisión de núcleos de uranio, con reacción en cadena)

¿Cuáles son las condiciones para que ocurra una reacción en cadena?

¿Qué es la masa crítica?

¿Cuál es la tasa de reproducción?

¿Qué sirve como moderador de neutrones?

Reflexión.

¿Cómo te sientes cuando sales de clase?

Evaluación.

Tarea: párrafos 74,75, preguntas págs. 252-253