Reaksionet bërthamore: llojet, ligjet. Shkrirja e ftohtë bërthamore në një qelizë të gjallë

1. Reaksionet janë të mundshme në prani të temperaturave të larta dhe fushave të larta elektromagnetike

2. Kalimi i proceseve për shkak të neutroneve, të cilat nuk kërkojnë fusha të mëdha magnetike dhe temperaturat e larta

Nukleosinteza. Fenomeni i nukleosintezës u studiua nga një shkencëtar Burbidge.

Në momentin e formimit të Universit ka pasur përzierje e grimcave të elektroneve.

Për shkak të ndërveprimit të protoneve dhe neutroneve, hidrogjeni Dhe helium, dhe në përmasat e mëposhtme: 2/3 – N, 1/3 – Ai.

Të gjithë elementët e tjerë u formuan nga hidrogjeni.

Dielli përbëhet nga helium dhe hidrogjen (10-20 milion ºС).

Ka yje më të nxehtë (më shumë se 150 milion ºС). Në thellësitë e këtyre planetëve të formuar karboni, oksigjeni, azoti, squfuri dhe magnezi.

Elementë të tjerë u krijuan në shpërthimet e supernovës (uranium dhe ato më të rënda).

Në të gjithë Universin, heliumi dhe hidrogjeni janë më të zakonshmet (3/4 hidrogjen dhe 1/4 helium).

○ Elementët më të zakonshëm në Tokë:

§7 "Teoria e grimcave valë (të dyfishta)"

Në vitin 1900 M. Planck parashtron një teori: trup absolutisht i zi gjithashtu lëshon energji, por e lëshon atë në pjesë (kuanta).

● Kuantike e fushës elektromagnetike është foton.

○ Valë natyra e fotonit:

- difraksioni(devijimi i dritës nga një drejtim i drejtë, ose aftësia për t'u përkulur rreth pengesave)

- ndërhyrje(ndërveprimi valor në të cilin valët mund të mbivendosen me njëra-tjetrën dhe ose të përmirësojnë ose anulojnë njëra-tjetrën)

1.I intensifikuar

2.Intensiteti zvogëlohet

3.Shlyer

○ Korpuskulare natyra e fotonit:

● Efekt fotografik– dukuria e emetimit të elektroneve nga një substancë nën ndikimin e rrezatimit elektromagnetik.

Stoletov studioi ligjet e fotocelës.

Është dhënë një shpjegim i efektit fotoelektrik Ajnshtajni në kuadër të teorisë korpuskulare.

Një foton që godet një elektron transferon një pjesë të energjisë së tij.

● Efekti Compton– nëse rrezatimi me rreze X drejtohet në një substancë, ajo shpërndahet nga elektronet e substancës. Ky rrezatim i shpërndarë do të ketë një gjatësi vale më të madhe se rrezatimi i rënë. Dallimi varet nga këndi i shpërndarjes.

E = hu

h – bar

υ – frekuenca e rrezatimit

●Foto - paketë valësh.

Matematikisht, dualiteti valë-grimcë shprehet në Ekuacioni i L. de Broglie:

λ = h / (m · v) = h / P

P– impuls

Ky dualizëm është teori universale, mund të shpërndahet në të gjitha llojet e materies.

○ Shembuj:

Elektroni

m e = 9,1 10 -28 Gv ~ 10 8 cm/sλ ~ 10 -8 cm

top fluturues

m= 50 gv~ 25 cm/sλ ~ 10 -32 cm

1) Parimi i Pasigurisë[NE. Heisenberg] – është e pamundur të përcaktohet njëkohësisht me saktësi koordinata e një grimce dhe momenti i saj.

∆q · ∆ fq ≥ h / 2

∆q – pasiguria e ndonjë koordinate

∆fq – pasiguria e momentit

∆E · ∆ t ≥ h / 2

∆E – energjia e grimcave

∆t – pasiguria e kohës

2) Parimi i komplementaritetit[N. Bohr] - marrja e informacionit eksperimental për disa sasi që përshkruajnë një mikroobjekt shoqërohet në mënyrë të pashmangshme me humbjen e informacionit rreth sasive të tjera, shtesë ndaj të parës.

3) Parimi i shkakësisë(pasojë e parimit të pasigurisë) - një parim i fizikës klasike. Ekziston një marrëdhënie shkak-pasojë midis dukurive natyrore. Parimi i shkakësisë nuk zbatohet për objektet e mikrobotës.

4) Parimi i identitetit– është e pamundur të studiohen eksperimentalisht mikrogrimca identike.

5) Parimi i korrespondencës- më shumë teori e përgjithshme, duke qenë një zhvillim teoria klasike, nuk e refuzon plotësisht, por tregon kufijtë e zbatimit të tij.

6) Parimi i mbivendosjes– efekti që rezulton është shuma e efekteve të shkaktuara nga secili fenomen veç e veç.

● ekuacioni i Shrodingerit– ekuacioni bazë mekanika kuantike.

● Funksioni i valës[Ψ] është një funksion i koordinatave dhe kohës.

E = E farefisi. + U

U – energji potenciale

E farefisi . = (m · v 2 ) / 2 = fq 2 / 2 m

E = p 2 / 2m + U

E Ψ = ( fq 2 / 2 m + U ) · Ψ

(Ψ 2 · d · v) tregon se ku dhe në çfarë gjendje ndodhet grimca përkatëse.

Reaksioni i parë bërthamor në tokë ndodhi në Afrikë rreth dy miliardë vjet më parë. Shkencëtarët sugjerojnë se atëherë gjatë proceset gjeologjike u krijua një lloj instalimi bërthamor me fuqi 100 kilovat, i cili pulsonte çdo tre orë për 150 mijë vjet.

Gjurmët e ekzistencës së këtyre reaktorëve bërthamorë natyrorë u zbuluan në zonën e Oklos shteti afrikan Gabon në 1972. Shkencëtarët kanë zbuluar se uraniumi në xeheror i uraniumit, i zbuluar atje, iu nënshtrua një reaksioni zinxhir bërthamor. Kjo lëshoi ​​sasi të mëdha energjie në formën e nxehtësisë, një parim i ngjashëm që përdoret në reaktorët bërthamorë modernë.

Në të njëjtën kohë, mbetet një mister pse reagimi bërthamor në Afrikë nuk çoi në një shpërthim. Termocentralet bërthamore përdorin një moderator të reaksionit bërthamor. Shkencëtarët besojnë se në kushte natyrore, uji nga përrenjtë malorë u bë një reagim i tillë më i ngadalshëm. Uji ngadalëson lëvizjen e neutroneve dhe kështu ndalon reaksionin bërthamor. Reaktori ftohet për një kohë, por më pas, nën ndikimin e energjisë së neutronit, uji nxehet përsëri, vlon dhe reaksioni bërthamor vazhdon.

Alex Meshik dhe kolegët e tij në Universitetin e Uashingtonit në St. Ksenoni është një gaz, por gjatë ftohjes së një reaktori bërthamor natyror, një pjesë e tij u ruajt e ngrirë në fosfat alumini. Shkencëtarët matin sasinë e ksenonit për të llogaritur se sa të gjata ishin periudhat e ngrohjes dhe ftohjes së një reaktori bërthamor.

Reaktorët modernë bërthamorë prodhojnë ksenon radioaktiv dhe gazin inert që lidhet me kriptonin, por të dy këto gazra ikin në atmosferë. Vetëm në kushte natyrore këto gazra mbahen brenda struktura kristalore fosfat. "Ndoshta kjo do të na ndihmojë të mësojmë se si t'i përmbajmë këto gaze në reaktorët bërthamorë," thotë Alex Meshik.

Reaksionet bërthamore ndodhin vazhdimisht në yje. Për më tepër, reaksionet termonukleare - një nga llojet e reaksioneve bërthamore - janë burimi kryesor i energjisë në yje. Megjithatë, reaksionet bërthamore në yje janë më të ngadalta nga sa mendojmë dhe, si rezultat, vetë yjet, si dhe galaktikat dhe i gjithë universi, janë pak më të vjetër se sa besohet zakonisht - kjo rrjedh nga eksperimentet e fundit astrofizike në Malet italiane Gran Sasso.

Pjesa më e madhe e energjisë së emetuar nga yjet tanë është energjia e çliruar kur katër bërthama hidrogjeni bashkohen brenda tyre për të formuar bërthamat e litiumit. Dhe bërthamat e litiumit që rezultojnë përfshihen në të ashtuquajturin cikël karbon-azot-oksigjen. Shpejtësia e këtij cikli përcaktohet nga reaksionet më të ngadalta të përfshira, ai që çon në formimin e bërthamave të oksigjenit si rezultat i shkrirjes së bërthamave të azotit me një proton. Nuk është e vështirë të arrihet artificialisht një bashkim i tillë, thonë shkencëtarët. Vështirësia është ta bësh atë në të njëjtën mënyrë niveli i energjisë, që zhvillohet në yje. Dhe ky nivel është relativisht i ulët, ai siguron vetëm disa reagime në ditë, falë të cilave ekziston jeta, të paktën në planetin tonë - përndryshe (me ndërveprimin e shpejtë të një protoni me azotin) Dielli do ta kishte shpenzuar energjinë e tij shumë kohë më parë, duke e lënë të gjithë sistemin në errësirën e ftohtë Në eksperimentet e modeleve nëntokësore, rezultoi se cikli karbon-azot-oksigjen është dy herë më i ngadalshëm se sa pritej, prandaj mosha e më të vjetrit. grupime yjore, me të cilin gjykohet mosha e universit, po rritet. Dhe nëse, sipas llogaritjeve të mëparshme, universi ishte 13 miliardë vjeç, tani nuk është më pak se 14 miliardë, thotë Eugenio Coccia, drejtor i laboratorëve Gran Sasso.

Rachek Maria, Esman Vitalia, Rumyantseva Victoria

Ky projekt kërkimor u realizua nga nxënësit e klasës së 9-të. Është detyrë e avancuar kur nxënësit e shkollës studiojnë temën “Struktura e atomit dhe bërthama atomike” në lëndën e fizikës së klasës së 9-të. Qëllimi i projektit është të qartësojë kushtet për shfaqjen e reaksioneve bërthamore dhe parimet e funksionimit të termocentraleve bërthamore.

Shkarko:

Pamja paraprake:

Institucion arsimor buxhetor komunal

Mesatare shkolla e mesme № 14

Emëruar pas Heroit të Bashkimit Sovjetik

Anatoli Perfilyev

G . Aleksandrov

Punim kërkimor i fizikës

"Reaksionet bërthamore"

E përfunduar

nxënësit

Klasa 9B:

Rachek Maria,

Rumyantseva Victoria,

Esman Vitalia

mësuesi

Romanova O.G.

2015

Plani i projektit

Hyrje

Pjesa teorike

• Energjia bërthamore.

konkluzioni

Lista e literaturës së përdorur

Hyrje

Rëndësia:

Një nga problemet më të rëndësishme Problemi i energjisë me të cilin përballet njerëzimi është problemi i energjisë. Konsumi i energjisë po rritet aq shpejt sa që rezervat e njohura aktualisht të karburantit do të shteren në një periudhë relativisht të shkurtër kohe. kohë të shkurtër. Problemi i "urisë energjetike" nuk zgjidhet me përdorimin e energjisë nga të ashtuquajturat burime të rinovueshme (energjia e lumenjve, era, dielli, valët e detit, nxehtësia e thellë e Tokës), pasi ato mund të ofrojnë, në rastin më të mirë, vetëm 5 -10% e nevojave tona. Në këtë drejtim, në mesin e shekullit të 20-të, lindi nevoja për të kërkuar burime të reja energjie.

Aktualisht, kontributi real në furnizimin me energji vjen nga fuqia bërthamore, domethënë, centralet bërthamore (shkurtuar si centrale bërthamore). Prandaj, vendosëm të zbulojmë nëse termocentralet bërthamore janë të dobishme për njerëzimin.

Objektivat:

1. Gjeni kushtet për shfaqjen e reaksioneve bërthamore.
2. Zbuloni parimet e funksionimit të një termocentrali bërthamor, dhe gjithashtu zbuloni nëse ai ka një efekt të mirë apo të keq mjedisi dhe për person.

Si pjesë e arritjes së qëllimit, ne vendosëm si më poshtë detyrat:

1. Zbuloni strukturën e atomit, përbërjen e tij, çfarë është radioaktiviteti.
2. Eksploroni atomin e uraniumit. Eksploroni reaksionet bërthamore.
3. Eksploroni parimin e funksionimit të motorëve bërthamorë.

Metodat e hulumtimit:

1. Pjesa teorike - leximi i literaturës për reaksionet bërthamore.

Pjesa teorike.

Historia e atomit dhe radioaktivitetit. Struktura e atomit.

Supozimi se të gjithë trupat përbëhen nga grimca të vogla është bërë nga filozofët e lashtë grekë Leucippus dhe Democritus rreth 2500 mijë vjet më parë. Këto grimca quhen "atom", që do të thotë "të pandashme". Atomi është grimca më e vogël substancë, më e thjeshta, që nuk ka pjesë përbërëse.

Por nga rreth mesi i 19-të shekuj me radhë, filluan të shfaqen fakte eksperimentale që hodhën dyshime mbi idenë e pandashmërisë së atomeve. Rezultatet e këtyre eksperimenteve sugjeruan se atomet kanë strukturë komplekse dhe se ato përmbajnë grimca të ngarkuara elektrike.

Dëshmia më e habitshme strukturë komplekse atomi ishte zbulimi i fenomenitradioaktivitetibërë fizikan francez Henri Becquerel në 1896. Ai zbuloi se elementi kimik uranium në mënyrë spontane (d.m.th., pa ndërveprime të jashtme) lëshon rreze të padukshme të panjohura më parë, të cilat më vonë u quajtënrrezatimi radioaktiv. Meqenëse rrezatimi radioaktiv kishte veti të pazakonta, shumë shkencëtarë filluan ta studiojnë atë. Doli se jo vetëm uranium, por edhe disa të tjerë elementet kimike(për shembull, radiumi) gjithashtu lëshojnë spontanisht rreze radioaktive. Aftësia e atomeve të disa elementeve kimike për të emetuar spontanisht filloi të quhet radioaktivitet (nga latinishtja radio - emit dhe activus - efektive).

Becquerel doli me një ide: a nuk shoqërohet e gjithë luminescenca me rreze X? Për të testuar supozimet e tij, ai mori disa përbërës, duke përfshirë një nga kripërat e uraniumit, e cila fosforeshente me dritën e verdhë-jeshile. Duke e ndezur atë rrezet e diellit, e mbështolli kripën me letër të zezë dhe e vendosi në një dollap të errët në një pjatë fotografike, gjithashtu të mbështjellë me letër të zezë. Pas ca kohësh, duke zhvilluar pjatën, Becquerel pa imazhin e një cope kripe. Por rrezatimi lumineshent nuk mund të kalonte përmes letrës së zezë, dhe vetëm rrezet x mund të ekspozonte rekordin në këto kushte. Bekereli e përsëriti eksperimentin disa herë dhe me të njëjtin sukses. Në fund të shkurtit 1896, në një mbledhje Akademia Franceze Shkenca, ai bëri një raport mbi rrezatimin me rreze X nga substancat fosforeshente. Pas ca kohësh, në laboratorin e Bekerelit, aksidentalisht u krijua një pjatë, në të cilën shtrihej një kripë uraniumi që nuk ishte rrezatuar nga rrezet e diellit. Natyrisht, nuk fosforeshente, por kishte një gjurmë në pjatë. Pastaj Becquerel filloi testimin e përbërjeve dhe mineraleve të ndryshme të uraniumit (përfshirë ato që nuk shfaqnin fosforeshencë), si dhe uraniumin metalik. Rekordi u ekspozua pa ndryshim. Duke vendosur një kryq metalik midis kripës dhe pjatës, Bekereli përftoi skica të zbehta të kryqit në pjatë. Më pas u bë e qartë se ishin zbuluar rreze të reja që kalonin nëpër objekte të errëta, por nuk ishin rreze x.

Becquerel ndan zbulimin e tij me shkencëtarët me të cilët ka bashkëpunuar. Në 1898, Marie Curie dhe Pierre Curie zbuluan radioaktivitetin e toriumit, dhe më vonë ata zbuluan elementët radioaktivë polonium dhe radium. Ata zbuluan se të gjitha përbërjet e uraniumit kanë vetinë e radioaktivitetit natyror dhe në masën më të madhe vetë uraniumit. Bekereli iu kthye fosforeve që i interesonin. Vërtetë, ai bëri një zbulim tjetër të madh në lidhje me radioaktivitetin. Një herë, për një leksion publik, Bekerelit i nevojitej një substancë radioaktive, ai e mori atë nga Curies dhe e futi epruvetën në xhepin e jelekut. Pasi mbajti leksionin, ai u kthye drogë radioaktive pronarët, dhe të nesërmen zbuloi skuqje të lëkurës në formën e një provëz në trupin nën xhepin e jelekut. Becquerel i tha Pierre Curie për këtë, dhe ai eksperimentoi me veten e tij: ai mbante një epruvetë radiumi të lidhur në parakrah për dhjetë orë. Pak ditë më vonë iu shfaq edhe skuqja, e cila më pas u shndërrua në një ulçerë të rëndë, nga e cila vuajti për dy muaj. Kjo ishte hera e parë që u zbuluan efektet biologjike të radioaktivitetit.

Në vitin 1899, si rezultat i një eksperimenti të kryer nën udhëheqjen e fizikanit anglez Ernest Rutherford, u zbulua se rrezatimi radioaktiv i radiumit është johomogjen, d.m.th. ka përbërje komplekse. Në mes ka një rrjedhje (rrezatim) që ka nr ngarkesë elektrike, dhe 2 rryma grimcash të ngarkuara të rreshtuara në anët. Grimcat e ngarkuara pozitivisht quheshin grimca alfa, të cilat janë atome të heliumit plotësisht të jonizuar, dhe ato të ngarkuara negativisht quheshin grimca beta, të cilat janë elektrone. Grimcat neutrale quhen grimca gama ose kuanta gama. Rrezatimi gama, siç doli më vonë, është një nga vargjet e rrezatimit elektromagnetik.

Meqenëse dihej që atomi në tërësi ishte neutral, fenomeni i radioaktivitetit i lejoi shkencëtarët të krijonin një model të përafërt të atomit. Personi i parë që e bëri këtë ishte fizikani anglez Joseph John Thomson, i cili krijoi një nga modelet e para të atomit në 1903. Modeli ishte një top, i gjithë vëllimi i të cilit kishte një ngarkesë pozitive të shpërndarë në mënyrë të barabartë. Brenda topit kishte elektrone, secila prej të cilave mund të performonte lëvizjet osciluese pranë pozicionit të saj ekuilibër. Modelja i ngjante një cupcake me rrush të thatë në formë dhe strukturë. Ngarkesa pozitive e barabartë në vlerë absolute me totalin ngarkesë negative elektronet, pra ngarkesa e atomit në tërësi është zero.

Modeli i Tomsonit për strukturën e atomit kishte nevojë për verifikim eksperimental, të cilin Rutherford e mori në 1911. Ai kreu eksperimente dhe arriti në përfundimin se modeli atomik është një top, në qendër të të cilit ka një bërthamë të ngarkuar pozitivisht, duke zënë një vëllim të vogël të të gjithë atomit. Elektronet lëvizin rreth bërthamës, masa e tyre është shumë më e vogël. Një atom është elektrikisht neutral sepse ngarkesa e bërthamës është e barabartë me vlerën absolute të ngarkesës totale të elektroneve. Rutherford zbuloi gjithashtu se bërthama e një atomi ka një diametër prej afërsisht 10-14 – 10 -15 m, d.m.th. është qindra mijëra herë më i vogël se një atom. Është bërthama që pëson ndryshime gjatë transformimeve radioaktive, d.m.th. Radioaktiviteti është aftësia e disa bërthamave atomike për t'u shndërruar spontanisht në bërthama të tjera duke emetuar grimca. Për të regjistruar (shih) grimcat, në vitin 1908 fizikani gjerman Hans Geiger shpiku të ashtuquajturin numërues Geiger.

Më vonë, grimcat e ngarkuara pozitivisht në një atom u quajtën protone, dhe ato të ngarkuara negativisht u quajtën neutrone. Protonet dhe neutronet e marra emër i përbashkët nukleonet.

Zbërthimi i uraniumit. Reaksion zinxhir.

Ndarja e bërthamave të uraniumit kur bombardohet nga neutronet u zbulua në vitin 1939 nga shkencëtarët gjermanë Otto Hahn dhe Fritz Strassmann.

Le të shqyrtojmë mekanizmin e këtij fenomeni. Duke thithur një neutron shtesë, bërthama hyn në veprim dhe deformohet, duke marrë një formë të zgjatur.

Ekzistojnë 2 lloje forcash në bërthamë: forcat refuzuese elektrostatike midis protoneve, të cilat tentojnë të thyejnë bërthamën, dhe forcat tërheqëse bërthamore midis të gjithë nukleoneve, për shkak të të cilave bërthama nuk prishet. Por forcat bërthamore janë me rreze të shkurtër, kështu që në një bërthamë të zgjatur ato nuk mund të mbajnë më pjesë të bërthamës që janë shumë të largëta nga njëra-tjetra. Nën ndikimin e forcave elektrostatike, bërthama ndahet në dy pjesë, të cilat fluturojnë në drejtime të ndryshme me shpejtësi të madhe dhe lëshojnë 2-3 neutrone. Pjesë energjia e brendshme shndërrohet në kinetike. Fragmentet e bërthamës ngadalësohen shpejt në mjedis, si rezultat i së cilës energjia e tyre kinetike shndërrohet në energjinë e brendshme të mjedisit. Me ndarjen e njëkohshme të një numri të madh bërthamash të uraniumit, rritet energjia e brendshme e mjedisit që rrethon uraniumin dhe, në përputhje me rrethanat, temperatura e tij. Kështu, reaksioni i ndarjes së bërthamave të uraniumit ndodh me lëshimin e energjisë në mjedis. Energjia është kolosale. Me ndarjen e plotë të të gjitha bërthamave të pranishme në 1 g uranium, çlirohet aq energji sa do të lirohet gjatë djegies së 2,5 tonë naftë. Për shndërrimin e energjisë së brendshme të bërthamave atomike në energji elektrike, përdoren reaksionet zinxhirore të ndarjes bërthamore, bazuar në faktin se 2-3 neutrone të çliruara gjatë ndarjes së bërthamës së parë mund të marrin pjesë në ndarjen e bërthamave të tjera që i kapin ato. Për të ruajtur vazhdimësinë reaksion zinxhirËshtë e rëndësishme të merret parasysh masa e uraniumit. Nëse masa e uraniumit është shumë e vogël, atëherë neutronet fluturojnë jashtë tij pa u takuar me bërthamën në rrugën e tyre. Reaksioni zinxhir ndalet. Si më shumë masë pjesë e uraniumit, aq më e madhe është madhësia e saj dhe aq më e gjatë është rruga që kalojnë neutronet në të. Probabiliteti i takimit të neutroneve me bërthamat atomike rritet. Prandaj, numri i ndarjeve bërthamore dhe numri i neutroneve të emetuara rritet. Numri i neutroneve të prodhuara pas ndarjes bërthamore është i barabartë me numrin e neutroneve të humbur, kështu që reaksioni mund të vazhdojë kohë të gjatë. Në mënyrë që reagimi të vazhdojë, ju duhet të merrni një masë uraniumi me një vlerë të caktuar - kritike. Nëse masa e uraniumit është më e madhe se masa kritike, atëherë si rezultat i një rritje të mprehtë të neutroneve të lira, një reaksion zinxhir çon në një shpërthim.

Reaktor bërthamor. Reaksioni bërthamor. Shndërrimi i energjisë së brendshme të bërthamave atomike në energji elektrike.

Reaktor bërthamor është një pajisje në të cilën ndodh një reaksion zinxhir i kontrolluar bërthamor, i shoqëruar nga çlirimi i energjisë. Reaktori i parë bërthamor, i quajtur SR-1, u ndërtua në dhjetor 1942 në SHBA nën udhëheqjen e E. Fermi. Aktualisht, sipas IAEA, ka 441 reaktorë në botë në 30 vende. Ndërtimi i 44 reaktorëve të tjerë gjithashtu është duke u zhvilluar.

Në një reaktor bërthamor, uraniumi-235 përdoret kryesisht si material i zbërthyeshëm. Një reaktor i tillë quhet reaktor neutronet e ngadalta. Moderator Neutronet mund të prodhohen nga substanca të ndryshme:

1. Uji . Përparësitë e ujit të zakonshëm si moderator janë disponueshmëria e tij dhe kostoja e ulët. Disavantazhet e ujit janë temperaturë të ulët vlimi (100 °C me presion 1 atm) dhe thithja e neutroneve termike. E meta e parë eliminohet duke rritur presionin në qarkun primar. Thithja e neutroneve termike nga uji kompensohet me përdorimin e karburantit bërthamor të bazuar në uranium të pasuruar.
2. Ujë i rëndë . Uji i rëndë ndryshon pak nga uji i zakonshëm në vetitë e tij kimike dhe termofizike. Praktikisht nuk thith neutrone, gjë që bën të mundur përdorimin e uraniumit natyror si lëndë djegëse bërthamore në reaktorët me një moderator të ujit të rëndë. Disavantazhi i ujit të rëndë është kostoja e tij e lartë.
3. Grafit . Grafiti i reaktorit prodhohet artificialisht nga një përzierje e koksit të naftës dhe katranit të qymyrit. Së pari, blloqet shtypen nga përzierja, dhe më pas këto blloqe trajtohen termikisht në temperaturë të lartë. Grafiti ka një dendësi prej 1,6-1,8 g/cm3. Ai sublimohet në një temperaturë prej 3800-3900 °C. Grafiti i ngrohur në ajër deri në 400 °C ndizet. Prandaj, në reaktorët e energjisë ai përmbahet në atmosferë gaz inert(helium, nitrogjen).
4. Berilium . Një nga ngadalësuesit më të mirë. Ka një pikë të lartë shkrirjeje (1282 °C) dhe përçueshmëri termike, e pajtueshme me dioksid karboni, uji, ajri dhe disa metale të lëngëta. Sidoqoftë, në reagimin e pragut, heliumi shfaqet, prandaj, nën rrezatim intensiv me neutrone të shpejta, gazi grumbullohet brenda beriliumit, nën presionin e të cilit beriliumi bymehet. Përdorimi i beriliumit është gjithashtu i kufizuar kosto e lartë. Përveç kësaj, beriliumi dhe komponimet e tij janë shumë toksike. Beriliumi përdoret për të bërë reflektorë dhe zhvendosës uji në thelbin e reaktorëve kërkimorë.

Pjesë të një reaktori të ngadaltë neutron: Bërthama përmban lëndë djegëse bërthamore në formën e shufrave të uraniumit dhe një moderator neutron (për shembull, ujë), një reflektor (një shtresë materiali që rrethon bërthamën) dhe një guaskë mbajtëse prej betoni. Për të kontrolluar reaksionin, përdoren shufra kontrolli që thithin në mënyrë efektive neutronet. Për të nisur reaktorin, ato hiqen gradualisht nga bërthama. Neutronet dhe fragmentet e bërthamave të prodhuara gjatë këtij reaksioni shpërndahen me shpejtësi të lartë, bien në ujë, përplasen me bërthamat e atomeve të hidrogjenit dhe oksigjenit, duke u dhënë atyre një pjesë të tyre energjia kinetike. Në të njëjtën kohë, uji nxehet dhe pas njëfarë kohe neutronet e ngadalësuar përsëri hyjnë në shufrat e uraniumit dhe marrin pjesë në ndarjen bërthamore. Zona aktive është e lidhur me shkëmbyesin e nxehtësisë duke përdorur tuba, duke formuar qarkun e parë të mbyllur. Pompat qarkullojnë ujin në të. Uji i nxehtë kalon përmes shkëmbyesit të nxehtësisë, ngroh ujin në spiralen e qarkut dytësor dhe e kthen atë në avull. Kështu, uji në bërthamë shërben jo vetëm si një moderator neutron, por edhe si një ftohës që largon nxehtësinë. Më pas, energjia e avullit në spirale shndërrohet në energji elektrike. Avulli rrotullon turbinën, e cila drejton rotorin e gjeneratorit rrymë elektrike. Avulli i mbeturinave hyn në kondensator dhe shndërrohet në ujë. Pastaj i gjithë cikli përsëritet.

Motori bërthamorpërdor energjinë e ndarjes ose shkrirjes së bërthamave për të krijuar shtytje jet. Një termocentral bërthamor tradicional është përgjithësisht një strukturë e përbërë nga një reaktor bërthamor dhe vetë motori. Lëngu i punës(zakonisht amoniak ose hidrogjen) furnizohet nga rezervuari në bërthamën e reaktorit, ku, duke kaluar përmes nxehtësisë nga reaksioni ndarje bërthamore kanalet, nxehet deri në temperatura të larta dhe më pas nxirret përmes grykës, duke krijuar një shtytje jet.

Energjia bërthamore.

Energjia bërthamore- një fushë e teknologjisë e bazuar në përdorimin e reaksionit të ndarjes së bërthamave atomike për të gjeneruar nxehtësi dhe për të gjeneruar energji elektrike. Sektori i energjisë bërthamore është më i rëndësishëm në Francë, Belgjikë, Finlandë, Suedi, Bullgari dhe Zvicër, d.m.th. në ato vende të industrializuara ku burimet natyrore të energjisë janë të pamjaftueshme. Këto vende prodhojnë rreth një të katërtën e gjysmën e energjisë elektrike nga termocentralet bërthamore.

Reaktori i parë evropian u krijua në 1946 në Bashkimin Sovjetik nën udhëheqjen e Igor Vasilyevich Kurchatov. Në vitin 1954, termocentrali i parë bërthamor u vu në punë në Obninsk. Përparësitë e termocentraleve bërthamore:

1. Avantazhi kryesor është pavarësia praktike nga burimet e karburantit për shkak të vëllimit të vogël të karburantit të përdorur. Në Rusi, kjo është veçanërisht e rëndësishme në pjesën evropiane, pasi dërgimi i qymyrit nga Siberia është shumë i shtrenjtë. Funksionimi i një termocentrali bërthamor është shumë më i lirë se termocentralet. Vërtetë, ndërtimi i termocentraleve është më i lirë se ndërtimi i termocentraleve.
2. Një avantazh i madh i një termocentrali bërthamor është i afërmi i tij pastërtia ekologjike. Në termocentralet, emetimet totale vjetore substancave të dëmshme janë afërsisht 13,000 ton në vit në gaz dhe 165,000 ton në termocentralet e qymyrit të pluhurosur. Nuk ka emisione të tilla në termocentralet bërthamore. Termocentralet konsumojnë 8 milionë tonë oksigjen në vit për të oksiduar karburantin, ndërsa termocentralet nuk konsumojnë fare oksigjen. Përveç kësaj, një stacion qymyri prodhon një çlirim specifik më të madh të substancave radioaktive. Qymyri gjithmonë përmban natyral substancave radioaktive, kur digjen qymyr ato pothuajse plotësisht përfundojnë në mjedisi i jashtëm. Shumica e radionuklideve nga TEC-et janë jetëgjatë. Shumica e radionuklideve nga termocentralet bërthamore kalbet mjaft shpejt, duke u kthyer në ato jo radioaktive.
3. Për shumicën e vendeve, përfshirë Rusinë, prodhimi i energjisë elektrike në termocentralet bërthamore nuk është më i shtrenjtë se në termocentralet e qymyrit të pluhurosur dhe, veçanërisht, në termocentralet e naftës me gaz. Avantazhi i termocentraleve bërthamore në koston e energjisë elektrike të prodhuar është veçanërisht i dukshëm gjatë të ashtuquajturave kriza energjetike që filluan në fillim të viteve '70. Rënia e çmimeve të naftës redukton automatikisht konkurrencën e termocentraleve bërthamore.

Përdorimi i motorëve bërthamorë në kohët moderne.

Ndërsa zhvillohet fizika bërthamore perspektiva e krijimit të atomit termocentralet. Së pari hap praktik Bashkimi Sovjetik e bëri këtë në këtë drejtim, ku në 1954. u ndërtua një central bërthamor.

Në vitin 1959 Anija e parë në botë me energji bërthamore, akullthyesja Lenin, hyri në shërbim nën flamurin e BRSS, e cila lundroi me sukses karvanët e anijeve tregtare në kushtet e vështira të Arktikut.

NË vitet e fundit Në shekullin e 19-të, akullthyesit e fuqishëm sovjetik me energji bërthamore Arktika dhe Sibir filluan orën e tyre të Arktikut...

Sidomos mundësi të mëdha energjinë bërthamore u hap për nëndetëset, duke lejuar zgjidhjen e dy prej më problemet aktuale- rritja e shpejtësisë nënujore dhe rritja e kohëzgjatjes së notit nën ujë pa dalë në sipërfaqe. Në fund të fundit, nëndetëset më të avancuara me naftë-elektrike nuk mund të arrijnë më shumë se 18-20 nyje nën ujë, dhe ato e ruajnë këtë shpejtësi vetëm për rreth një orë, pas së cilës detyrohen të dalin në sipërfaqe për të ngarkuar bateritë e tyre.

Në kushte të tilla, nën drejtimin e Komitetit Qendror të CPSU dhe qeverisë sovjetike në vendin tonë, kohën më të shkurtër të mundshme atomike u krijua flota e nëndetëseve. Nëndetëset bërthamore sovjetike kaluan në mënyrë të përsëritur Veriun Oqeani Arktik nën akull, u shfaq pranë Polit të Veriut. Në prag të Kongresit XXIII të CPSU, u krijua një grup nëndetësesh bërthamore rreth lundrimi, duke udhëtuar rreth 22 mijë milje nën ujë pa dalë në sipërfaqe...

Dallimi kryesor midis një nëndetëse bërthamore dhe një nëndetëse me avull është zëvendësimi i bojlerit me avull me një reaktor, në të cilin kryhet një reaksion zinxhir i kontrolluar i ndarjes së atomeve të karburantit bërthamor me lëshimin e nxehtësisë së përdorur për të prodhuar avull në gjenerator avulli.

Instalimi bërthamor krijoi një perspektivë reale për nëndetëset jo vetëm që të përputheshin me shpejtësinë e tyre anijet sipërfaqësore, por edhe për t'i tejkaluar ato. Siç e dimë, kur zhytet, një nëndetëse nuk përjeton rezistencë ndaj valës, të cilën e shpenzojnë anijet me zhvendosje sipërfaqësore me shpejtësi të lartë. shumica e fuqia e termocentralit.

Efektet biologjike të rrezatimit.

Rrezatimi nga natyra e tij është i dëmshëm për jetën. Dozat e ulëta të rrezatimit mund të "shkaktojnë" një zinxhir ngjarjesh të pa kuptuar plotësisht që çojnë në kancer ose dëmtim gjenetik. Në doza të larta, rrezatimi mund të shkatërrojë qelizat, të dëmtojë indet e organeve dhe të shkaktojë vdekjen e shpejtë të trupit. Dëmet e shkaktuara nga doza të larta të rrezatimit zakonisht shfaqen brenda orëve ose ditëve. Kanceret, megjithatë, shfaqen shumë vite pas rrezatimit - si rregull, jo më herët se një ose dy dekada. Dhe keqformime kongjenitale dhe të tjera sëmundjet trashëgimore, të shkaktuara nga dëmtimi i aparatit gjenetik, sipas përkufizimit shfaqen vetëm në gjeneratat e ardhshme ose të mëvonshme: këta janë fëmijë, nipër e mbesa dhe pasardhës më të largët të individit të ekspozuar ndaj rrezatimit.

Në varësi të llojit të rrezatimit, dozës së rrezatimit dhe kushteve të tij, lloje të ndryshme dëmtimi nga rrezatimi. Kjo është sëmundja akute e rrezatimit (ARS) - nga rrezatimi i jashtëm, ARS - nga rrezatimi i brendshëm, sëmundja kronike e rrezatimit, forma të ndryshme klinike me dëmtim kryesisht lokal të organeve individuale, të cilat mund të karakterizohen nga një ecuri akut, subakut ose kronik; Kjo pasoja afatgjata, ndër të cilat më domethënëse është shfaqja e tumoreve malinje; proceset degjenerative dhe distrofike (katarakte, sterilitet, ndryshime sklerotike). Këtu përfshihen edhe pasojat gjenetike të vërejtura tek pasardhësit e prindërve të rrezatuar. Duke shkaktuar zhvillimin e tyre rrezatimi jonizues, për shkak të aftësisë së tyre të lartë depërtuese, ato prekin indet, qelizat, strukturat ndërqelizore, molekulat dhe atomet kudo në trup.

Qeniet e gjalla reagojnë ndryshe ndaj efekteve të rrezatimit dhe zhvillimi i reaksioneve të rrezatimit varet kryesisht nga doza e rrezatimit. Prandaj, këshillohet të bëhet dallimi ndërmjet: 1) ekspozimit ndaj dozave të vogla, deri në afërsisht 10 rad; 2) ekspozimi ndaj dozave mesatare, të përdorura zakonisht për qëllime terapeutike, të cilat kufizohen me to kufiri i sipërm me ekspozim ndaj dozave të larta. Kur ekspozohen ndaj rrezatimit, dallohen reaksionet që ndodhin menjëherë, reagimet e hershme dhe manifestimet e vona (të largëta). Rezultati përfundimtar ekspozimi shpesh varet kryesisht nga shkalla e dozës, kushte të ndryshme ekspozimi dhe sidomos nga natyra e rrezatimit. Kjo vlen edhe për përdorimin e rrezatimit në praktikën klinike për qëllime terapeutike.

Rrezatimi prek njerëzit ndryshe në varësi të gjinisë dhe moshës, gjendjes së trupit, të tij sistemi imunitar etj., por veçanërisht fuqishëm tek foshnjat, fëmijët dhe adoleshentët.

Kanceri është më seriozi nga të gjitha pasojat e rrezatimit njerëzor në doza të ulëta. Sondazhe të gjera që mbulojnë 100,000 të mbijetuar bombardimet atomike Hiroshima dhe Nagasaki kanë treguar se kanceri është deri tani shkaku i vetëm i rritjes së vdekshmërisë në këtë grup të popullsisë.

konkluzioni.

Pas kryerjes së hulumtimit, zbuluam se karburantet bërthamore dhe motorët bërthamorë sjellin përfitime të mëdha për njerëzit. Falë tyre, njerëzit gjetën burime të lira nxehtësie dhe energjie (një termocentral bërthamor zëvendëson disa dhjetëra, apo edhe qindra termocentrale konvencionale për një person), ishte në gjendje të kalonte përmes akullit në Poli i Veriut dhe fundoset në fund të oqeanit. Por e gjithë kjo funksionon vetëm kur zbatohet siç duhet, d.m.th. në sasinë e kërkuar dhe vetëm për qëllime paqësore. Janë regjistruar shumë raste të shpërthimeve të centraleve bërthamore (Çernobil, Fukushima) dhe shpërthime të bombave atomike (Hiroshima dhe Nagasaki).

Por askush nuk është i mbrojtur nga pasojat e mbetjeve radioaktive. Shumë njerëz vuajnë nga sëmundja e rrezatimit dhe kanceri i shkaktuar nga rrezatimi. Por ne mendojmë se pas pak vitesh shkencëtarët do të dalin me metoda për asgjësimin e mbetjeve radioaktive pa dëm për shëndetin dhe do të shpikin kura për të gjitha këto sëmundje.

Lista e literaturës së përdorur.

1. A. V. Peryshkin, E. M. Gutnik. “Libër mësuesi i fizikës për klasën e 9-të”.
2. G. Kessler. "Energjia Bërthamore".
3. R. G. Perelman. "Motorët bërthamorë".
4. E. Rutherford. “Punime të zgjedhura shkencore. Struktura e atomit dhe transformimi artificial."
5. https://ru.wikipedia.org

Pamja paraprake:

Për të përdorur pamjet paraprake të prezantimeve, krijoni një llogari Google dhe identifikohuni:

Ato ndahen në 2 klasa: reaksione termonukleare dhe reaksione nën ndikimin e grimcave aktive bërthamore dhe ndarje bërthamore. Të parët kërkojnë një temperaturë prej ~ disa milionë gradë për zbatimin e tyre dhe ndodhin vetëm në brendësi të yjeve ose në Shpërthimet e bombave H. Këto të fundit ndodhin në atmosferë dhe litosferë për shkak të rrezatimit kozmik dhe për shkak të grimcave aktive bërthamore në guaskat e sipërme Toka. Shpejt grimcat kozmike (energji mesatare~2 10 9 eV), duke hyrë në atmosferën e Tokës, shpesh shkaktojnë ndarje të plotë të atomeve atmosferike (N, O) në fragmente bërthamore më të lehta, duke përfshirë neutronet. Shpejtësia e formimit të këtij të fundit arrin vlerën 2,6 neutrone (cm -2 sek -1). Neutronet ndërveprojnë kryesisht me N atmosferik, duke siguruar formimin e vazhdueshëm të radioaktivëve izotopet karboni C 14 (T 1/2 = 5568 vjet) dhe tritium H 3 (T 1/2 = 12,26 vjet) sipas reaksioneve të mëposhtme N 14 + n= C14 + H1; N 14+ n= C 12 + H 3. Prodhimi vjetor i radiokarbonit në atmosfera e tokësështë rreth 10 kg. U vu re gjithashtu formimi i radioaktivit Be 7 dhe Cl 39 në atmosferë. Reaksionet bërthamore në litosferë ndodhin kryesisht për shkak të grimcave α dhe neutroneve që lindin gjatë kalbjes së jetëgjatësisë elementet radioaktive(kryesisht U dhe Th). Duhet të theksohet akumulimi i He 3 në disa minerale që përmbajnë Li (shih. Izotopet e heliumit në gjeologji), formimi i izotopeve individuale të neonit në euksenit, monazite dhe minerale të tjera sipas reaksioneve: O 18 + He 4 = Ne 21 + p; Fe 19 + He = Na 22 + p; Na 22 → Ne 22. Formimi i izotopeve të argonit në mineralet radioaktive nga reaksionet: Cl 35 + Ai = Ar 38 + n; Cl 35 + He = K 38 + H 1; K 38 → Ar 38. Gjatë ndarjes spontane dhe të shkaktuar nga neutronet e uraniumit, vërehet formimi i izotopeve të rënda të kriptonit dhe ksenonit. (shih metodën e përcaktimit mosha absolute ksenon). Në masat litosferike, ndarja artificiale e bërthamave atomike shkakton grumbullimin e izotopeve të caktuara në një sasi prej 10 -9 -10 -12% të masës së masës.

• - transformimet e bërthamave atomike të shkaktuara nga ndërveprimet e tyre me grimcat elementare ose me njëra-tjetrën...
• - reaksionet e zinxhirit të degëzuar të ndarjes së bërthamave të rënda nga neutronet, si rezultat i të cilave numri i neutroneve rritet ndjeshëm dhe mund të ndodhë një proces i vetë-qëndrueshëm i ndarjes...

  Fillimet Shkenca moderne e Natyrës

• - municioni, efekti shkatërrues i të cilit bazohet në përdorimin e energjisë së shpërthimit bërthamor. Këto përfshijnë koka bërthamore të raketave dhe silurëve, bombat bërthamore, predha artilerie, ngarkesa në thellësi, mina...

  Fjalor i termave ushtarakë

• fjalor kushtet juridike

• - ....

  Fjalor Enciklopedik i Ekonomisë dhe së Drejtës

• - siç përcaktohet nga Ligji Federal "Për përdorimin e Energjisë Atomike" të 20 tetorit 1995, "materiale që përmbajnë ose të afta të riprodhojnë substanca bërthamore të zbërthyeshme"...

  I madh fjalor juridik

• - snurps, ARN bërthamore e vogël - ARN e vogël bërthamore Një grup i gjerë i ARN-ve të vogla bërthamore të lidhura me ARN heterogjene , janë pjesë e granulave të vogla ribonukleoproteinike të bërthamës...
• - Shihni të vogla bërthamore...

  Biologjia molekulare dhe gjenetike. fjalor

• - reaksionet bërthamore, në të cilat një grimcë e incidentit transferon energji jo në të gjithë bërthamën e synuar, por në një të veçantë. një nukleon ose grup nukleonësh në këtë bërthamë. Në P. I. r. nuk formohet asnjë bërthamë e përbërë...

  Shkenca natyrore. Fjalor Enciklopedik

• - aksidentet që ndodhin në termocentralet bërthamore. Në aksident bërthamor Ndotja radioaktive e mjedisit po rritet ndjeshëm...

  Fjalor ekologjik

• - transformimi i atomeve bërthamore pas përplasjes me bërthama të tjera, grimca elementare ose rreze gama. Duke bombarduar bërthamat e rënda me ato më të lehta, u përftuan të gjithë elementët e transuraniumit...

  Fjalor Enciklopedik i Metalurgjisë

• - proceset bërthamore në të cilat energjia e futur në bërthamën atomike transferohet kryesisht në një ose një grup të vogël nukleonesh...

  Enciklopedia e Madhe Sovjetike

• - Reaksionet bërthamore DIREKTE - reaksionet bërthamore në të cilat një grimcë aksidentale nuk transferon energji në të gjithë bërthamën e synuar, por në një nukleon individual ose grup nukleonësh në këtë bërthamë. Reaksionet e drejtpërdrejta bërthamore nuk prodhojnë një përbërje...
• - shih Reaksionet zinxhir bërthamore...

  I madh fjalor enciklopedik

• - reaksionet e transformimit të bërthamave atomike kur ndërveprojnë me grimcat elementare, γ-kuantet ose me njëra-tjetrën. Ernest Rutherford fillimisht filloi ta studionte atë në 1919...

  Fjalor i madh enciklopedik

• - Reaksionet zinxhirore Bërthamore - reaksionet e vetëqëndrueshme të ndarjes së bërthamave atomike nën ndikimin e neutroneve në kushte kur çdo akt i ndarjes shoqërohet me emetimin e të paktën 1 neutron, i cili siguron mirëmbajtjen...

  Fjalor i madh enciklopedik

“REAKSIONET BËRTHAMORE NË NATYRË” në libra

Euroraketat bërthamore