Главное меню

  • К списку уроков
Термоядерные реакции. Энергия солнца и звезд.
27.02.2014 13243 0


Цель: рассказать о термоядерной реакции. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проведение самостоятельной работы

Вариант I

1. Ядерные силы в атомном ядре могут проявляться как... (толь­ко как силы притяжения).

2.  Если бы действовали только кулоновские силы, то... (ядро раз­летелось бы).

3.  Какие реакции называются ядерными? (Изменения атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом)

4.  При реакции деления ядер 2Uи  выделилось 1.204.1025 МэВ

энергии. Определите массу распавшегося урана, если при делении одного ядра выделяется 200 МэВ энергии. (235 г.)

Вариант II

1.  Устойчивость ядра обусловлена наличием двух конкурирую­щих сил - ... (сил притяжения (ядерных) и отталкивания (кулоновских).)

2. Если бы действовали только ядерные силы, то... (ядро подобно черной дыре, сжалось бы.)

3.  При захвате ядром изотопа 2Uи свободного нейтрона оно пе­реходит в возбужденное состояние. У него уменьшается удельная энергия связи. Ядро деформируется, начинает колебаться и делиться на части под действием... (кулоновских сил.)

4.  Как взаимодействует два нейтрона? (Притягиваются под дей­ствием ядерных сил.)

III. Изучение нового материала

Легкие ядра могут сливаться с выделением энергии. Масса ядра гелия значительно меньше суммы масс покоя двух ядер тяжелого водорода, на которые можно разделить ядро гелия.

При слиянии ядер масса покоя уменьшается, и, следовательно, должна выделиться значительная энергия. Подобного рода реакции слияния легких ядер могут протекать при очень высоких температу­рах и называются термоядерными.

Термоядерные реакции - это реакция слияния легких ядер при очень высокой температуре.

Для слияния необходимо, чтобы они сблизились на расстоянии 10-12 см для попадания в сферу действия ядерных сил. Этому препят­ствуют кулоновские силы. Энергия, которая выделяется при термо­ядерных реакциях в расчете на один нуклон, превышает удельную энергию, выделяющуюся при цепных реакциях деления ядер.

Термоядерные реакции играют решающую роль в эволюции Все­ленной. Звезды в основном состоят из водорода. Температура внутри протекающей реакции с образованием гелия:

\Н + \Н -> \Не+ Hе + у , но \H  не существует. На различных ста­диях развития звезд выдвигаются различные циклы реакции. Конеч­ным результатом являются \Н .

Ежесекундно в Солнце около 600 млрд т водорода превращается в гелий. Но запаса водорода в Солнце достаточно для того, чтобы оно непрерывно светило с той же мощностью еще 1010 лет.

Осуществление управляемых термоядерных реакций на Земле сулит человечеству новый, практически неисчерпаемый источник энергии. Наиболее перспективна реакция

В этой реакции выделяется энергия 17 МэВ. Основная трудность состоит в том, чтобы удержать плазму высокой температуры внутри установки на протяжении 0,1-1 с. Единственный способ использо­вать магнитные поля. Однако до сих пор эту задачу решить не уда­лось.

IV. Закрепление изученного материала

-     Какие реакции называют термоядерными?

-     Чем объяснить, что при синтезе легких ядер выделяется энер­гия?

-     Каковы условия осуществления термоядерной реакции?

-     Приведите примеры термоядерных реакций, напишите их урав­нения?

-     Что даст человечеству управляемая термоядерная реакция?

V. Подведение итогов урока

Домашнее задание

§  61. Упражнение 48. Задачи с  задачника по Рымкевич А.П