Закон радиоактивного распада. Деление массивных ядер. Цепная ядерная реакция.

Цель: изучить закон радиоактивного распада.  Сформировать у учащихся представление о делении ядра урана. Рассказать об истории открытия нейтрона. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания. Повторение

-    Какие силы действуют между нуклонами в атомном ядре?

-    Проявлением какого вида фундаментальных взаимодействий являются эти силы?

-     Какими свойствами обладают ядерные силы притяжения?

-     Что называют энергией связи атомного ядра?

-     Что называют дефектом массы?

-     Напишите формулу дефекта массы.

-     Что называют ядерными реакциями?

III. Изучение нового материала

Что же происходит с веществом при радиоактивном излучении?

1.  Радиоактивные элементы - уран, торий, радий испускают из­лучения. На протяжении суток, месяце и лет интенсивность заметно не изменяется. На него не оказывают никакое влияние нагревание, увеличение давления и т. д.

2. Радиоактивность сопровождается выделением энергии. Резерфорд обнаружил, что активность тория, определяемая как

число распадов в единицу времени, остается неизменной в закрытой ампуле. Было обнаружено, что в результате атомного превращения образуется вещество совершенно нового вида, полностью отличное по своим физическим и химическим свойствам от первоначального вещества. Это вещество само так же неустойчиво и испытывает пре­вращение с испусканием характерного радиоактивного излучения.

Закон радиоактивного распада установлен Ф. Содди. Опытным путем Э. Резерфорд установил, что активность радиоактивного рас­пада убывает с течением времени. Для каждого радиоактивного ве­щества существует интервал времени, на протяжении которого ак­тивность убывает в 2 раза, т. е. период полураспада  данного веще­ства. Например, для ядра ^2Uа период Т- 1600 лет. Таким образом, исходное количество радия должно обратиться в нуль спус­тя бесконечный промежуток времени.

Нейтрон - это ключ, открывший доступ к запасам внутриядерной энергии. Теперь мы знаем о нем много - он лишен заряда, его масса m_n = 1,008665; а.е.м незначительно - примерно на две электронных

массы превышает массу протона. В свободном состоянии нейтрон

довольно быстро, с периодом полураспада 10,7 мин, распадается на протон, электрон и электронный антинейтрон по схеме:

п —> p + e + v.

В ядре нейтрон связан прочными ядерными силами и, как правило, стабилен. Ядерные силы существенно меняют свойства нейтронов и в зависимости от типа ядра период его 1/2-распада может быть самым разным. Резерфорд предсказал его существование еще в 1920 г.

В 1930 г. Боте и Беккер облучали а-частицами бериллий. Наблю­дали они при этом не протоны, а излучение, которое проходило че­рез слой свинца толщиной в 2,5 см.

Два года спустя Ирэн и Фредерик Жамо-Кюри продолжили ис­следования природы нового излучения. Впоследствии Чэдвик, узнав об опытах Жамо-Кюри, понял, что Боте и Беккер наблюдали ядер­ную реакцию превращения бериллия в углерод с испусканием ней­трона:

В 1935 г. открытие Чэдвика отмечено Нобелевской премией.

Учащиеся самостоятельно читают параграф и составляют план-конспект прочитанного.

IV. Закрепление изученного материала

1. Фронтальный опрос.

-   Когда было открыто деление ядер урана при бомбардировке их нейтронами?

-   Почему деление ядра может начаться только тогда, когда оно деформируется под действием поглощенного им нейтрона?

-    Что образуется в результате деления ядра?

-    В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядра при его делении?

-    В какой вид энергии преобразуется кинетическая энергия оскол­ков ядра урана при их торможении в окружающей среде?

-    Как идет реакция деления ядер урана с выделением энергии в окружающую среду или наоборот, с поглощением энергии?

-     Что называют периодом полураспада радиоактивного вещест­ва? Что он характеризует?

-     Выведите формулу закона радиоактивного распада. Каков ха­рактер этого распада?

-     Приведите примеры периодов полураспада некоторых радиоак­тивных элементов.

-     Как выглядит график зависимости спада активности радиоак­тивного элемента от времени?

2. Решение задачи.

Имелось некоторое количество радиоактивного радона. Количе­ство радона уменьшилось в 8 раз за 11,4 дня. Каков период полурас­пада радона?

V. Подведение итогов урока

Домашнее задание

§  59  Задачи с  задачника по Рымкевич А.П