Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Ядерная физика

Название: Ядерная физика
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Добавлен 15:49:37 16 сентября 2005 Похожие работы
Просмотров: 7088 Комментариев: 3 Оценило: 9 человек Средний балл: 3.9 Оценка: 4     Скачать

В современной физике есть год, который называют «годом чудес». Это 1932-й год. Одним из таких «чудес» этого года было открытие нейтрона и создание нейтронно-протонной модели атомного ядра . В результате произошло выделение из атомной физики самостоятельного, бурно развивающегося направления – ядерной физики .

Ядерная физика изучает структуру и свойства атомных ядер. Она исследует также взаимопревращения атомных ядер, происходящие в результате как радиоактивных распадов, так и различных ядерных реакций . К ядерной физике тесно примыкает физика элементарных частиц, физика и техника ускорителей заряженный частиц, ядерная энергетика.

Исследуя атомное ядро, ядерная физика использует различные теоретические модели, которые могут показаться противоречащими друг другу. Немецкий физик М. Борн предложил в 1936 г. гидродинамическую модель атомного ядра, согласно которой ядро уподобляется капле заряженной плотной жидкости, состоящей из интенсивно взаимодействующих между собой нуклонов (нейтронов и протонов ). Как и в капле обычной жидкости, поверхность капли-ядра может колебаться, что при некоторых условиях приводит к развалу ядра. Американский физик М. Гепперт-Майер и одновременно немецкий физик И. Йенсен разработали в 1950 г. оболочечную модель атомного ядра, в которой нуклоны ядра движутся независимо друг от друга в некоем усредненном поле ядерной силы. Подобно электронам в атоме, нуклоны заполняют различные оболочки, каждая из который характеризуется определённым значением энергии. Стремясь примирить взаимно исключающие исходные положения гидродинамической и оболочечной моделей, датские физики О. Бор и Б. Моттельсон, а также американский физик Дж. Рейнуотер разработали в начале 1950-х гг. так называемую обобщенную модель атомного ядра. Согласно этой модели, ядро состоит из сердцевины – устойчивой внутренней части (нуклоны целиком заполненных оболочек) и «внешних» нуклонов, движущихся в поле, создаваемом нуклонами сердцевины. Под влиянием внешних нуклонов сердцевина ядра может деформироваться, принимая форму вытянутого или, напротив, сплюснутого эллипсоида; может испытывать колебания.

Весьма важной обшивной составной частью ядерной физики является нейтронная физика. Она занимается ядерными реакциями, происходящими под действием нуклонов. Поскольку нейтрон электрически нейтрален, электронное поле ядра-мишени не отталкивает его; поэтому даже медленные нейтроны могут беспрепятственно приблизится к ядру на расстояния, при которых начинают проявляться ядерные силы. Нейтронная физика исследует также взаимодействие очень медленных нейтронов с веществом (энергия таких нейтронов порядка 0,01 эВ и меньше). Получаемые в этих исследованиях данные по рассеянию нейтронов веществом используются для выявления атомной структуры и характера движения атомов в различных кристаллах, жидкостях и отдельных молекул.

Современная ядерная физика достаточно четко распадается на две органически взаимосвязанные «ветви» – теоретическую и экспериментальную ядерную физику. Теоретическая ядерная физика «работает» с моделями атомного ядра и ядерных реакций; она опирается на фундаментальные физические теории, созданные в процессе исследования физики микромира. Экспериментальная ядерная физика использует богатейший арсенал современных исследовательских средств, включая в себя ядерные реакторы (как источники мощных пучков нейтронов), ускорители заряженных частиц (как источники пучков ускоренных электронов, протонов, ионов, а также мезонов и гиперонов), разнообразные детекторы частиц, возникающих в ядерных реакциях. Ядерно-физические исследования имеют огромное чисто научное значение, позволяя человеку глубже проникать в тайны строения материи . В то же время эти исследования необычайно важны и в практическом отношении (в ядерной энергетике , медицине и т.д.)

Ядерная энергетика

В атомных ядрах нуклоны (протоны и нейтроны ) связаны ядерными силами, причем энергия связи Есв различна для разных ядер. Об энергии связи можно судить по дефекту масс ядер DМ – разнице между суммой масс нуклонов и массой ядер, при этом Есв = DМс2 (с – скорость света). Измеренная таким образом зависимость Есв (в расчете 1 нуклон) от атомного веса ядра А достигает максимума (Есв » 8 МэВ на 1 нуклон) для атомных ядер средних масс и спадает в сторону тяжелых и легких ядер.

В ядерных реакциях деления тяжелых ядер и синтеза легких ядер, в которых продукты реакции связаны более сильно, чем исходные ядра, разница в энергиях связи переходит главным образом в кинетическую энергию ядер – продуктов и выделяется при их торможении в веществе в виде тепла.

На использовании этой энергии основана ядерная энергетика. Поскольку в ядерных реакциях выделяется энергия ~МэВ по сравнения с энергией связи атомов в молекулах ~эВ, выделяющейся в химических реакциях, теплотворная способность ядерных топлив оказывается в миллионы раз больше, чем обычных топлив.

Существует две возможности освобождение ядерной энергии и соответственно два главных направления ядерной энергетики.

Ядерная энергетика деления основана на делении тяжелых ядер нейтронами с образованием двух ядер-осколков А1 и А2 и нескольких (v) нейтрино . В природе есть лишь один изотоп – 235 U, способный делиться под действием нейтронов любой энергии:

235 U + n ® A1 + A2 + v + E, причем величину Е » 200 МэВ, а средняя величина v » 2,5. Поскольку v > 1, возникает возможность осуществления цепной реакции, для чего служат ядерные реакторы деления (часто их называют атомными реакторами). Нейтроны, «рождающиеся» при делении, сталкиваются с ядрами, могут вызвать деление, а могут поглотиться без деления или же вылететь из реактора. Лишь при некоторой концепции делящихся ядер (критическая концепция) и при некоторых размерах реактора (критический размер) в каждом следующем «поколении» цепной реакции рождаются столько же нейтронов, сколько в предыдущем. В этом случае говорят о критическом реакторе, в котором осуществляется стационарная во времени цепная реакция.

В природном уране 235 U составляет лишь 0,7%, а 99,3% — 238 U, который в основном поглощает нейтроны без деления. Чтобы осуществить цепную реакцию в уране природного состава, необходимо замедлить нейтроны от энергии Ен » 2 МэВ, с которыми они рождаются при делении, до очень малых энергий Ен » 1/40 эВ, соответствующих их тепловому равновесию со средой, так как при этих энергиях резко падает вероятность поглощения нейтронов ураном-238, а вероятность поглощения их ураном-235 растет. С этой целью в реактор наряду с ураном помещается замедлитель нейтронов – вещество с малым атомным весом и слабым поглощением нейтронов (легкая или тяжелая вода, графит, бериллий). Это реактор на медленный (тепловых) нейтронах. Реактор же без замедлителя – реактор на быстрых нейтронах – может стать критическим лишь при использовании урана, обогащенного изотопом 235 U до конкретизации около 10% и выше.

Наряду с ядерным топливом и замедлителем в состав реактора входят жидкий или газообразный теплоноситель для отвода тепла, конструкционные материалы, органы регулирования цепной реакции (например, подвижные стержни из поглощающего нейтроны материала). Обычно для уменьшения вылета нейтронов из реактора зону реакции – активную зону – окружают отражателем.

Вне собственно реактора находятся защита от его излучения, системы циркуляции теплоносителя, преобразования энергии и перегрузки топлива, в ходящие в состав атомной электростанции.

Исходя их энергии деления Е » 200 МэВ, нетрудно подсчитать, что на производство 1 Мвт-суток тепловой энергии в реакторе расходуется (делится) примерно 1 г урана по сравнению с 3 т обычного топлива (Мвт-сутки – это энергия, выделяемая источником мощностью миллион ватт за 1 сутки).

Первая атомная электростанция (АЭС) с реактором деления была построена и пущена в СССР, в городе Обнинске, в 1954 г. К середине 80-х годов мощность действующих АЭС в мире превысила 200 млн. кВт (эл) и составила около 10% всех электрогенерирующих мощностей. В большинстве атомных электростанций используется ядерные реакторы на тепловых нейтронах с легкой водой в качестве замедлителя и теплоносителя, а также реакторы графитовым или тяжеловодным замедлителем и охлаждением водой, углекислым газом, гелием. Ядерные реакторы используют на крупном морском транспорте (ледоколы, подводные лодки), на спутниках земли. В соответствующих реакторах на тепловых нейтронах сжигается (делится) 235 U, так что с учетом потерь используется только около 0,5% всего добываемого урана.

Однако запасы урана в месторождениях с высокой его концентрацией в руде (0,1% и более) невелики – 10-20 млн. т., так что по мере роста мощностей АЭС пришлось бы использовать более бедные руды с соответствующим удорожанием ядерной энергии. Чтобы избежать этого, разрабатываются способы воспроизводства ядерного горючего путем переработки 238 U в искусственное ядерное горючее 239 Pu по реакции:.

Поскольку v > 2, можно, принять меры к снижению потерь нейтронов, создать условия, при которых количество нового горючего, появившегося в результате данной реакции, станет превышать количество сгораемого горючего.

Такое расширенное воспроизводство ядерного горючего обеспечивает в реакторах-размножителях на быстрых нейтронах. Для их охлаждения нельзя использовать воду, являющуюся хорошим замедлителем нейтронов; приходится применять с этой целью жидкий метал – натрий. Существуют возможности строительства быстрых реакторов с газовым или паровым охлаждением. Первый промышленный быстрый реактор был пущен в 1972 г. в СССР в городе Шевченко.

Другой вид искусственного горючего можно получить в результате реакции:.

Ядерная энергетика синтеза основана на синтезе легких ядер, протекающего при высоких температурах Т ³ 100 * 106 К, когда реагирующая среда является полностью ионизированным газом – плазмой. Изучаются различные схемы удержания горючей плазмы.

Первые опытные энергетические ректоры синтеза – термоядерные реакторы, - вероятно, будут построены к концу этого века.

В настоящее мировое производство энергии соответствует сжиганию около 10 млрд. т обычного топлива в год. В следующем веке эта величина, вероятно, возрастет в несколько раз. Ядерная энергетика способна обеспечить длительное развитие человечества без ограничений со стороны топливных ресурсов.

Ядерные реакции

Существует большое количество различных типов ядерных реакций – процессов, при которых частицы (или ядра) взаимодействуют с ядрами. Первая из таких реакций наблюдалась в 1919 г. Э. Резерфордом. Это было расщепление ядра азота быстрой альфа-частицей (ядром гелия-4): .

Под действием бомбардирующих частиц в атомном ядре могут происходить весьма сложные процессы, приводящие к его возбуждению, вылету одного или нескольких нуклонов (как называются протоны и нейтроны вместе), иногда к полному развалу ядер. Однако в любом случае при их протекании выполняются законы сохранения электрического заряда, полного числа нуклонов, энергии, импульса и еще целого ряда величин. Так, в приведенном выше примере сохраняется электрический заряд (2 + 7 = 8 + 1) и число нуклонов (4 + 14 = 17 + 1). Реакция идет с поглощением энергии (Q= - 1 МэВ).

Законы сохранения позволяют сделать много важных выводов о протекании реакции. Обширный класс их связан с нейтронами. Эта частица – очень удобный инструмент для проникновения в глубь ядра и воздействия на него. Нейтрон не заряжен, и в отличие от заряженного протона или альфа-частицы ему не приходится преодолевать кулоновские силы отталкивания со стороны ядра. Попав в ядро, нейтрон становится участником сильного взаимодействия При это м выделяется значительная по ядерным масштабам энергия.

Для примера рассмотрим реакцию, в которой нейтрон захватывается ядром алюминия: .

Согласно теории Бора , в которой для ядра используется модель жидкой капли, энергия, выделившаяся при захвате, распределяется между всеми частицами ядра. Капля подогревается, увеличивая свою температуру. В таком состоянии она находится довольно долго. (Правда по ядерным масштабам «долго» означает лишь время, существенно больше 10 – 20 ¸ 10 – 22 с, т. е. времени пролета нейтрона сквозь ядро.) Пока в силу случайных обстоятельств на одной частице (или на группе частиц) снова не сосредоточится энергия, достаточная, чтобы выбросить за пределы ядра. Происходит частичное испарение капли, после чего она охлаждается. Испарится могут самые разные частицы. Так в случае в результате испарения p получается , при испарении и т. п.

Вероятность того, что реакция произойдет тем или иным путем, зависит возбужденного состояния ядра , т. е. от энергии, привнесенной нейтроном. Чем она больше, тем разнообразнее способы распада.

Образование промежуточного ядра и его распада далеко не единственный механизм протекания ядерных реакций. Существует прямые процессы, в которых такие ядра не образуются, реакции термоядерного синтеза (слияние двух легких ядер в более тяжелое), сопровождающиеся большим выделением энергии, и т. п.

Ядерные реакции широко используются при получении широко используются для получения искусственных радиоактивных изотопов.

Министерство образования Украины

Одесский колледж стандартизации, метрологии и сертификации

Отделение ЭТТВ лаборатория физики

Реферат

«Ядерная энергетика»

студента группы Ю1ЭТ

Кононенко Сергея

Оценка _______ Подпись преподавателя __________
Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений21:47:26 18 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
13:48:49 24 ноября 2015

Смотреть все комментарии (3)
Работы, похожие на Реферат: Ядерная физика
Основы химии
Глава 1. Общие химические и экологические закономерности. С чего начинается химия? Cложный ли это вопрос? На него каждый ответит по-своему. В середней ...
-ядро атома состоит из нуклонов /так названы в сумме протоны и нейтроны/;
Когда в таблице Д.И. Менделеева указывают атомную массу элемента дробным числом, то это не значит, что в ядре имеется дробное число элементарных частиц, в этом случае взята средняя ...
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат Просмотров: 5709 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 7 человек Средний балл: 2.6 Оценка: 3     Скачать
Ответы к экзаменационным билетам по физике 11 класс (ответы к 29 ...
Билет №1 Механическое движение - это изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел. Из всех многообразных форм ...
Минимальная энергия ЕСВ­, которую нужно затратить для разделения атомного ядра на сост его нуклоны, наз-ся энергией связи ядра.
Использую закон взаимосвязи массы и энергии, можно по разности масс частиц, вступающих в реакцию , и масс частиц, являющихся продуктами ядерной реакции, найти изменение энергии ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Просмотров: 38364 Комментариев: 13 Похожие работы
Оценило: 34 человек Средний балл: 3.9 Оценка: 4     Скачать
Билеты по физике
Билет №1 1) Относительность механического движения. Система отсчёта. Сложение скоростей в классической и релятевиствской механике. Относительность ...
Минимальную энергию, которую необходимо затратить на разделение ядра на составляющие его нуклоны, называется энергией связи ядра, расходуемой на совершение работы против ядерных ...
Большинство выделяющихся при делении нейтронов имеют энергию порядка 1-2 МэВ, и скорости около 107м/с. Такие нейтроны называются быстрыми, и одинаково эффективно поглощаются как ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Просмотров: 3227 Комментариев: 6 Похожие работы
Оценило: 7 человек Средний балл: 3.9 Оценка: 4     Скачать
Что такое философия?
` Что такое философия? ` Краткий очерк истории философии ` Философская картина мира ` Философия человека ` Философия деятельности ` Задачи и ...
испускание и поглощение квантов без воздействия извне (виртуальный обмен частицами внутри атома, ядра, нуклона)
Такое изменение массы нуклонов допускается соотношением неопределенностей (D р = D х 3 ѭ или D Е = D t 3 ѭ). В течение времени 4,7=10-24 сек. неопределенность в энергии нуклона ...
Раздел: Рефераты по философии
Тип: книга Просмотров: 7544 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Радиоактивность
ПЛАН: 1.Введения 2.Радиоактивность 3.Ядерные реакторы 4.Инженерные аспекты термоядерного реактора 5.Ядерная реакция. Ядерная енергетика. 6.Гамма ...
При этом испускаются - быстрые нейтроны/ (в среднем около 2,5 нейтронов на каждый акт деления), отрицательно заряженные бета-частиц и нейтральные гамма-кванты, а энергия связи ...
а в атомной энергетике - деление ядер атомов урана и плутония при поглощении нейтронов.
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Просмотров: 1696 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 8 человек Средний балл: 3.5 Оценка: 4     Скачать
Развитие Физики во второй половине ХХ в.
Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет. Кафедра Истории. Реферат по истории Студент гр.31ПТ1 Поздняков А.В. Санкт ...
Само атомное ядро состоит из стабильных элементарных частиц двух видов: протонов и нейтронов(их часто называют нуклонами).
Освобождение нейтронов при делении ядра позволяет осуществлять цепную реакцию деления урана.
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Просмотров: 3364 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 5 человек Средний балл: 3.6 Оценка: неизвестно     Скачать
Ядерная опасность. Семипалатинский полигон
Введение Великий переворот в жизни человечества, связанный с внедрением ядерной энергии, открыл невиданные ранее возможности в решении многих проблем ...
Они показали, что в процессе облучения урана нейтронами происходит новый тип ядерной реакции - деление ядра урана на две примерно равные части (осколки).
При делении ядер урана примерно 83% энергии преобразуется в кинетическую энергию осколков; 3% связано с энергией g-квантов, которые образуются мгновенно при делении, и 3% уносится ...
Раздел: Рефераты для военной кафедры
Тип: реферат Просмотров: 2170 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Естествознание XX века
РЕФЕРАТ по курсу "Концепции современного естествознания" "Естествознание XX века" 1. Четвертая научная революция Еще в конце XIX века большинство ...
Важной вехой в драматической истории атомного века стало экспериментальное наблюдение в конце 30-х годов немецкими физиками О. Ганом и Ф. Штрассманом процесса деления ядер урана и ...
В заключение необходимо сказать о большом значении для изучения микроструктуры вещества ускорителей заряженных частиц (электронов, протонов, атомных ядер), используемых для ...
Раздел: Рефераты по биологии
Тип: реферат Просмотров: 2733 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Реферат: Ядерная физика (4819)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150272)
Комментарии (1830)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru