Ядрен реактор (9 клас). Презентация за ядрен реактор за урок (клас) по физика на тема Презентация на тема ядрен реактор

Слайд 1

Урок по физика в 9 клас на тема ЯДРЕЕН РЕАКТОР Учител: Виктория Валериевна Серова, ГОУ СОУ № 2009

Слайд 2

ПОВТОРЕНИЕ 1. Механизмът на делене на урановите ядра. 2. Разкажете ни за механизма на ядрената верижна реакция. 3. Дайте пример за реакция на ядрено делене на ураново ядро. 4. Какво се нарича критична маса? 5. Как протича верижна реакция в уран, ако масата му е по-малка от критичната или по-голяма от критичната?

Слайд 3

ПОВТОРЕНИЕ 6. Каква е критичната маса на уран 295, възможно ли е да се намали критичната маса? 7. По какви начини можете да промените хода на верижна ядрена реакция? 8. С каква цел се забавят бързите неутрони? 9. Какви вещества се използват като модератори? 10. Поради какви фактори може да се увеличи броят на свободните неутрони в парче уран, като по този начин се осигури възможността за протичане на реакция в него?

Слайд 4

Първите ядрени реактори Първата ядрена верижна реакция на уран е извършена в САЩ от екип учени, ръководени от Енрико Ферми през декември 1942 г.

Слайд 5

Първите ядрени реактори В нашата страна първият ядрен реактор е пуснат на 25 декември 1946 г. от екип физици, ръководен от учения Игор Василиевич Курчатов

Слайд 6

Ядреният реактор е устройство, в което се извършва и поддържа контролирана верижна реакция на делене на определени тежки ядра.

Слайд 7

Основните елементи на ядрен реактор: ядрено гориво (уран 235, уран 238, плутоний 239); забавител на неутрони (тежка вода, графит и др.); охлаждаща течност за отстраняване на енергията, генерирана по време на работа на реактора (вода, течен натрий и др.); Контролни пръти (бор, кадмий) - силно поглъщащи неутрони Защитна обвивка, която блокира радиацията (бетон с железен пълнител).

Слайд 8

Слайд 9

Реакторът се управлява с помощта на пръти, съдържащи кадмий или бор. Чрез преместване на прътите вътре в активната зона е възможно да се спре развитието на верижната реакция по всяко време.

Слайд 10

Реактор с бавни неутрони Най-ефективното делене на ядрата на уран-235 става под въздействието на бавни неутрони. Такива реактори се наричат реактори с бавни неутрони. Вторичните неутрони, произведени от реакция на делене, са бързи. За да бъде максимално ефективно тяхното последващо взаимодействие с ядрата на уран-235 във верижната реакция, те се забавят чрез въвеждане на модератор в активната зона - вещество, което намалява кинетичната енергия на неутроните.

Слайд 11

Реактори на бързи неутрони Такива реактори не могат да работят с естествен уран. Реакцията може да се поддържа само в обогатена смес, съдържаща поне 15% изотоп на уран. Предимство: тяхната работа произвежда значително количество плутоний, който след това може да се използва като ядрено гориво.

Слайд 12

Видовете реактори са хомогенни: ядрото е течна, твърда или газообразна хомогенна смес от ядрено гориво, охлаждаща течност и модератор. Разнородни: горивото под формата на блокове се поставя в модератор, т.е. горивото и модераторът са пространствено разделени

Слайд 13

Преобразуване на енергия вътрешна енергия на уранови ядра кинетична енергия на неутрони и ядрени фрагменти вътрешна енергия на вода вътрешна енергия на пара кинетична енергия на пара кинетична енергия на ротора на турбината и ротора на генератора електрическа енергия

Слайд 14

Използване на ядрени реактори В зависимост от предназначението си ядрените реактори биват енергетични, конверторни и размножителни, изследователски и многоцелеви, транспортни и индустриални.

Слайд 15

Екологични катастрофи в атомни електроцентрали през 1957 г. - авария във Великобритания през 1966 г. - частично разтопяване на активната зона след повреда на охлаждащия реактор край Детройт. 1971 - много замърсена вода отива в реката САЩ 1979 - най-голямата авария в САЩ 1982 - изпускане на радиоактивна пара в атмосферата 1983 - ужасна авария в Канада (радиоактивна вода изтича за 20 минути - тон на минута) 1986 - авария в Обединеното кралство 1986 г. - авария в Германия 1986 г. – атомна електроцентрала в Чернобил 1988 г. – пожар в атомна електроцентрала в Япония

Слайд 16

Въпроси за консолидация 1. Какво се нарича ядрен реактор? 2. Какво е ядреното гориво в реактора? 3. Какво вещество служи като модератор на неутрони в ядрен реактор? 4. Каква е целта на неутронния модератор? 5. За какво се използват контролните пръти? Как се използват? 6. Какво се използва като охлаждаща течност в ядрените реактори? 7. Защо е необходимо масата на всяка уранова пръчка да бъде по-малка от критичната маса?

Слайд 17

ТЕСТ 1. Какви частици участват в деленето на урановите ядра? А. протони; Б. неутрони; Б. електрони; Ж. хелиеви ядра.

Слайд 18

2. Каква маса уран е критична? А. най-голямото, при което е възможна верижна реакция; Б. всяка маса; Б. най-малката, при която е възможна верижна реакция; D. масата, при която реакцията ще спре.

Слайд 19

3. Каква е приблизително критичната маса на уран 235? А. 9 кг; Б. 20 кг; Б. 50 кг; Ж. 90 кг.

Слайд 20

4. Кои вещества, изброени по-долу, могат да се използват в ядрени реактори като забавители на неутрони? А. графит; Б. кадмий; Б. тежка вода; G. бор.

Слайд 21

5. За да възникне верижна ядрена реакция в атомна електроцентрала, коефициентът на размножаване на неутрони трябва да бъде: А. равен на 1; Б. повече от 1; V. по-малко от 1.

Слайд 22

6. Регулирането на скоростта на делене на ядрата на тежките атоми в ядрените реактори се извършва: A. поради поглъщането на неутрони при спускане на пръти с абсорбер; B. поради увеличаване на отделянето на топлина с увеличаване на скоростта на охлаждащата течност; Б. чрез увеличаване на доставките на електроенергия за потребителите; G. чрез намаляване на масата на ядреното гориво в активната зона при отстраняване на пръти с гориво.

Ядрен (или атомен) реактор е устройство, което
в който успя
верижна реакция на делене на някои тежки ядра.
реактор на бавни неутрони:
(обогатяват естествен уран, т.е.
актуализирайте съдържанието си 235
92U
до 5%).
Естественият уран съдържа
0,7% 235U.
92
бърз реактор
неутрони:
(в обогатен естествен уран
съдържа 15% 235
).
92U
Видове ядрени реактори

Първите ядрени реактори

За първи път беше ядрена верижна реакция на уран
извършено в САЩ от екип учени под
под ръководството на Енрико Ферми през декември 1942 г.
Енрико Ферми
(1901-1954)
Игор Василиевич
Курчатов
(1903-1960)
Страната ни разполага с първия ядрен реактор
е пуснат на вода на 25 декември 1946 г. от екипа
физици, начело с учен Игор
Василиевич Курчатов (1903-1960).

Схема на процесите в ядрен реактор:

Основни елементи на ядрен реактор:

1) ядрено гориво (235
92U
Pu, U и т.н.);
2) неутронен модератор
(тежка или обикновена вода,
графит и др.);
3) охлаждаща течност за
изходна енергия,
генерирани по време на работа
реактор (воден, течен
натрий и др.);
4) Устройство за регулиране скоростта на реакцията
(встъпил в работа
реакторни космически пръти, съдържащи кадмий или бор - вещества
които абсорбират добре неутроните).
Външната част на реактора е заобиколена от защитна обвивка, която блокира γ-лъчите и неутроните. Корпусът е от бетон с желязо
пълнител
239
94
238
92

Критична маса.

Критичната маса е най-малката маса на делящ се материал, при която
може да възникне верижна ядрена реакция.
При малки размери има голямо изтичане на неутрони през повърхността на активното вещество
зона на реактора (обемът, в който са разположени урановите пръти).
С увеличаване на размера на системата, броят на ядрата, участващи в деленето, се увеличава
нараства пропорционално на обема и броя на загубените неутрони поради
изтичането се увеличава пропорционално на повърхността.
Чрез увеличаване на системата е възможно да се постигнат стойности на коефициента
възпроизвеждане k=1. Системата ще има критични размери, ако броят
загубените неутрони поради улавяне и изтичане са равни на броя на неутроните,
получени в процеса на разделяне.
Критичните размери (критична маса) се определят:
1) вид ядрено гориво;
2) модератор;
3) конструктивни характеристики на реактора.

Реакторът се управлява при
с помощта на пръти, съдържащи кадмий или бор.
При изваждане
ядрото на реактора
пръти k>1.
Когато напълно
пъхнати пръти k<1.
Чрез преместване на прътите вътре в активната зона е възможно да се
спрете развитието по всяко време
верижна реакция.

Ядрените реактори са разделени на няколко вида:

В зависимост от средната енергия на неутронния спектър ректорите се делят на:
бърз,
междинен
топлинна;
Според конструктивните характеристики на активната зона реакторите се разделят на:
базиран на казус
канал;
по вид охлаждаща течност за:
вода
тежка вода,
натрий;
по тип модератор:
вода,
графит,
тежка вода и др.

Класификация на реакторите в зависимост от тяхното предназначение:

Енергия
небе
Конвертори
Животновъди
Разгледайте
полски
Многофункционален
с
Транспорт и
индустриален
използвам
за
производство
електроене
rgy
За
производство
втори
ядрен
гориво от
естествено
уран и торий
Прилага
Ся
удължен
възпроизведен
вашата ядрена
гориво:
Оказва се
повече от
беше
изразходвани.
За
изследвания
взаимодействат
действия
неутрони с
вещество,
производство
изотопи,
биологични
изследвания.
служители
За
няколко
цели.
Атомен
под вода
лодки и
ледоразбивачи,
ТЕЦ
централа за централно отопление (CHP),
станции
топлоснабдяване
(АЕЦ).

Използване на ядрени реактори:

в атомни електроцентрали;
на атомни ледоразбивачи;
на атомни подводници;
по време на работа на ядрени ракетни двигатели
(особено на AMC).

За енергийни цели се използват следните типове реактори:

реактори с вода под налягане
некипяща или кипяща вода
под напрежение;
уран-графитни реактори с
вряла вода или охладена
въглероден двуокис;
канал за тежка вода
реактори и др.

Първата атомна електроцентрала в света
5 MW
е пуснат в СССР
27 юни 1954 г. в
град Обнинск.
V
настояща власт
най-големите многоблокови атомни електроцентрали
е над 9 GW.

Предимства на атомните електроцентрали пред други видове електроцентрали:

1 предимство:
необходими за експлоатация на атомната електроцентрала
малко количество от
гориво
2 предимство:
екологична чистота
в сравнение с топлоелектрическите и водноелектрическите централи.

Проблеми, свързани с работата на ядрените реактори.

1 проблем:
→ възможност за инциденти:
Ι.
1979 г. - авария в атомната електроцентрала в остров Три Майл (САЩ).
ΙΙ. 26 април 1986 г. - авария на трети енергоблок
АЕЦ Чернобил
Проблем 2
→ неутрализация
радиоактивен
отпадъци:
Проблем 3
→ насърчаване на разпространението
ядрени оръжия.

Използвани книги

Учебници по физика: 9 клас А. В. Перишкин
Е.М.Гутник, 11 клас Г.Я.Мякишев Б.Б.Буховцев
В. М. Чаругин.
сп. "Физика в училище" № 2 1997 г., № 2
1999, № 2 2003
Интернет ресурси.

Описание на презентацията по отделни слайдове:

1 слайд

Описание на слайда:

2 слайд

Описание на слайда:

3 слайд

Описание на слайда:

Ядрен реактор Ядреният реактор е устройство за провеждане на контролирана ядрена реакция. Реакторът с бавни неутрони е реактор, в който уран - 235 се използва главно като гориво. Уран - 235 - се разпада най-ефективно под въздействието на бавни неутрони. При ядрено делене се образуват бързи неутрони, затова се използва неутронен модератор реактора.

4 слайд

Описание на слайда:

Уранът е широко разпространен в природата, но няма богати находища на уранови руди (като например желязо или въглища). Промишлените руди, съдържащи уран, имат много ниска концентрация: 0,1-0,5% и дори по-малко от 0,08-0,05%. Наистина има богати уникални находища със съдържание до 10%, но те са много малко и запасите на уран в тях са относително малки. В земната кора има много уран, но почти целият е в разпръснато състояние и не в самия уран, а в ураносъдържащите минерали, където изоморфно замества торий, цирконий и редкоземни елементи.

5 слайд

Описание на слайда:

Уранът се съдържа както в гранитите, така и в базалтите, но концентрацията му там е толкова малка (съответно 4-10~4 и 1-10~*%), че добивът ще стане възможен едва в много далечно бъдеще. Според някои прогнози запасите от уран и торий в земната кора могат да осигурят на човечеството енергия за 3 милиарда години. По производство САЩ са на първо място, на второ - Канада, а на трето - Южна Африка. В природата има само един изотоп на урана, който може да поддържа верижната реакция на делене на ураново ядро - уран-235. При един акт на делене на ураново ядро се освобождава енергия на атом 200 милиона пъти повече, отколкото при всяка химическа реакция. Ако всички изотопи в 1 g уран бъдат подложени на делене, тогава ще се освободи енергия от 20 милиона kcal, което съответства на 23 хиляди kWh топлинна енергия.

6 слайд

Описание на слайда:

Активната зона съдържа ядрено гориво под формата на уранови пръти и модератор на неутрони, вода. Масата на всяка уранова пръчка е значително по-малка от критичната маса, така че верижна реакция не може да възникне в една пръчка. Получава се след като всички уранови пръти са потопени в активната зона, т.е. когато масата на урана стане критична. Ядрото е заобиколено от неутронен рефлектор и защитна обвивка от бетон, която улавя неутрони и други частици

7 слайд

Описание на слайда:

Ядрената реакция протича в активната зона на реактора, която е пълна с модератор и е проникната от пръти, съдържащи обогатена смес от уранови изотопи с високо съдържание на уран-235 (до 3%). В активната зона се въвеждат управляващи пръти, съдържащи кадмий или бор, които интензивно поглъщат неутрони. Поставянето на пръти в ядрото ви позволява да контролирате скоростта на верижната реакция.

8 слайд

Описание на слайда:

Ядрото се охлажда с помощта на изпомпван охладител, който може да бъде вода или метал с ниска точка на топене (например натрий, който има точка на топене 98 °C). В парогенератора охлаждащата течност предава топлинна енергия на водата, превръщайки я в пара под високо налягане. Парата се изпраща към турбина, свързана с електрически генератор.

Слайд 9

Описание на слайда:

Парата се изпраща към турбина, свързана с електрически генератор. От турбината парата влиза в кондензатора. За да се избегне изтичане на радиация, веригите на охлаждащата течност I и парогенератора II работят в затворени цикли.

10 слайд

Описание на слайда:

За да произведе 1000 MW електроенергия, топлинната мощност на реактора трябва да достигне 3000 MW. 2000 MW трябва да бъдат отнесени от водата, охлаждаща кондензатора. Това води до локално прегряване на естествените резервоари и последващо възникване на екологични проблеми

11 слайд

Описание на слайда:

Основният проблем обаче е да се осигури пълна радиационна безопасност на хората, работещи в атомните електроцентрали, и да се предотвратят случайни изхвърляния на радиоактивни вещества, които се натрупват в големи количества в активната зона на реактора.

12 слайд

Описание на слайда:

Малко история Първият ядрен реактор е пуснат в САЩ на 2 декември 1942 г. под ръководството на италианския учен Енрико Ферми. Атомната бомба е създадена благодарение на усилията на учени от много страни, емигрирали в Съединените щати по време на Втората световна война. Тестът му е извършен на 16 юли 1945 г. в пустинната зона на Ню Мексико, а през август 1945 г. две атомни бомби са хвърлени върху японските градове Хирошима и Нагасаки.

Слайд 13

Описание на слайда:

Американският президент Хари Труман издава заповед за бомбардиране на японски градове на 31 юли 1945 г.: бомбардирайте след 2 август, веднага щом времето позволи. Сутринта на 6 август 1945 г. американският бомбардировач B-29 Enola Gay (командир на екипажа - полковник Пол Тибетс) хвърля атомната бомба Little Boy върху японския град Хирошима. Три дни по-късно атомната бомба Дебелия човек е хвърлена над град Нагасаки.

Слайд 14

Описание на слайда:

Американците се нуждаеха от цел, която да съответства на разрушителната сила на бомбата. Характеристиките на релефа, въплътени в географски имена, оказаха влияние - думата Хирошима означава „широк остров“, думата Нагасаки означава „дълъг залив“. Хирошима, разположен в устието на реката, заобиколен от планини, пострада много повече от Нагасаки, който се простира по протежение на криволичещо дефиле. По време на бомбардировката до бомбардировача е имало още 6 самолета - един самолет за безопасност, три разузнавателни самолета и двама свидетели, които са били оборудвани с фототехника и инструменти за записване на резултатите от тяхната работа.

15 слайд

Описание на слайда:

140 000 души загинаха в Хирошима от експлозията и нейните последствия; подобна оценка за Нагасаки е 74 000. И в двата града по-голямата част от жертвите са цивилни.

16 слайд

Описание на слайда:

Много от забележките на капитан Луис, който хвърли първата бомба, са изключително изразителни. „В първата минута никой не знаеше какво може да се случи“, пише пилотът. - Светкавицата беше ужасна. Няма съмнение, че това е най-мощната експлозия, която човек някога е виждал. Господи, какво направихме!”

Слайд 17

Описание на слайда:

Според Луис ядрената гъба, издигнала се на височина от 17 километра, е била видима дори от разстояние 400 мили от епицентъра. 140 хиляди души загинаха в Хирошима, около 74 хиляди в Нагасаки. Общо за 58-годишен период са починали почти 227 хиляди души.

18 слайд

Описание на слайда:

В Съветския съюз всички работи, свързани с деленето на атомното ядро, бяха прекъснати с избухването на войната и възобновени едва в средата на 1943 г., но вече през декември 1946 г. в Москва на територията на Института за атомна енергия (сега носещ името на неговия основател И. В. Курчатов) е пуснат в експлоатация първият ядрен изследователски реактор в Европа и Азия.

GBPOU "Shadrinsk Polytechnic College" Катедра по машиностроене

ЯДРЕН РЕАКТОР
Изготвил Владимиров Максим,
ученик от група 198.
Ръководител Л.А. Плещева,
учител
Шадринск 2015 г

Ядрена

реактор

Ядреният реактор е устройство, в което протича контролирана ядрена верижна реакция, придружена от освобождаване на енергия.

Ядреният реактор е устройство, в което протича контролирана ядрена верижна реакция, придружена от освобождаване на енергия.

Първият ядрен реактор е построен през 1942 г. в САЩ под ръководството на Е. Ферми. В нашата страна първият реактор е построен през 1946 г. под ръководството на И. В. Курчатов

Енрико Ферми (италиански) Енрико Ферми, Ферми; 29 септември 1901 г., Рим - 28 ноември 1954 г., Чикаго) - изключителен италиански физик, който има голям принос за развитието на съвременната теоретична и експериментална физика, един от основателите на квантовата физика.

Енрико Ферми (италиански) Енрико Ферми, в професионалната реч на физиците:Ферми; 29 септември 1901 г., Рим - 28 ноември 1954 г., Чикаго) - изключителен италиански физик, който има голям принос за развитието на съвременната теоретична и експериментална физика, един от основателите на квантовата физика.

Игор Василиевич Курчатов (30 декември 1902 г. (12 януари 1903 г.), Сиамски завод, провинция Уфа - 7 февруари 1960 г., Москва) - съветски физик, „баща“ на съветската атомна бомба. Основател и първи директор на Института по атомна енергия от 1943 до 1960 г., главен научен ръководител на атомния проблем в СССР, един от основоположниците на използването на ядрената енергия за мирни цели.

Класификация на реактора:

Класификация на реактора:
Според естеството на тяхното използване ядрените реактори се разделят на:
Експериментални реактори, предназначени за изследване на различни физични величини, чието значение е необходимо за проектирането и работата на ядрени реактори; Мощността на такива реактори не надвишава няколко kW.
Изследователски реактори, в които потоци от неутрони и гама-кванти, създадени в активната зона, се използват за изследвания в областта на ядрената физика, физиката на твърдото тяло, радиационната химия, биологията и за изпитване на материали, предназначени да работят в интензивни неутронни потоци (включително . части на ядрени реактори), за производство на изотопи. Мощността на изследователските реактори не надвишава 100 MW. Освободената енергия обикновено не се използва.
Изотопни (оръжейни, промишлени) реактори, използвани за производство на изотопи, използвани в ядрени оръжия, например 239Pu.
Енергийни реактори, предназначени за производство на електрическа и топлинна енергия, използвани в енергетиката, за обезсоляване на вода, за задвижване на електроцентрали на кораби, самолети и космически кораби, в производството на водород и металургията и др. Топлинната мощност на съвременните енергийни реактори достига 5 GW .

Горивото на ядрените реактори е или естествен уран, в който концентрацията на уран-235 е 0,7%, или "обогатен" уран, т.е. уран, в който концентрацията на изотопи на уран-235 достига 2 - 4 процента или повече. Обогатяването на уран се извършва в специални инсталации.

В сърцевината на ядрен реактор протича контролирана ядрена реакция, при която се освобождава голямо количество енергия. Озерск (Челябинск-65). Радиохимичен завод "Маяк". Близо до езерото Кизилташ има първия промишлен ядрен реактор в СССР за производство на оръжеен плутоний (спрян е в края на 80-те)

Озерск (Челябинск-65). Радиохимичен завод "Маяк". Близо до езерото Кизилташ има първия промишлен ядрен реактор в СССР за производство на оръжеен плутоний (спрян е в края на 80-те)

източници:

1. Ядрен реактор [Електронен ресурс]
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5 (достъп на 15.09.2015 г.).
2. Ядрен реактор. Снимки [Електронен ресурс] https://www.google.ru/search?q=%D0%AF%D0%94%D0%95%D0%A0%D0%9D%
(време на достъп 15.09.2015 г.).
Благодаря за вниманието