қолданбалы курс. қаз. энергетикасы дайыны. Электр энергиясыны энергияны баса трлерінен артышылытары
 Скачать 270 Kb.
|
|
Сабақтың тақырыбы: Тізбекті ядролық реакцияның шығуын есептеу. Ядролық реактор, атомдық реактор – атом ядросы бөлінуінің басқарылатын тізбекті реакциясын жүзеге асыратын құрылғы. Оның негізгі бөліктеріне: ядролық отын (мысалы, уран не плутоний), баяулатқыш, шағылдырғыш, суытқыш), бақылау және өлшеу приборлары жатады. Ядролық реактор атом ядроларының бөлінуіне себепші болатын нейтрондардың энергетикалық спектріне қарай: шапшаң (нейтрондардың энергиясы 100 кэВ-тан жоғары), жылулық не баяу (нейтрондардың энергиясы 0,025 эВ) және аралық (нейтрондардың энергиясы 1 эВ-тан бірнеше кэВ-қа дейін) нейтрондар реакторы болып, ал баяулатқыштағы ядролық отынның таралу сипатына сәйкес гомогенді және гетерогенді ядролық реактор болып ажыратылады. ядролық реактор кейде пайдаланылатын баяулатқышына (мысалы, графит, бериллий, ауыр су, т.б.) не суытқышына (мысалы, сұйық металл, т.б.) қарай да бөлінеді. Өзін-өзі қуаттайтын тізбекті реакция уран-графитті ядролық реакторда Э.Фермидің басшылығымен 1942 ж. 2 желтоқсанда АҚШ-та алынды. Еуропадағы мұндай ең алғашқы ядролық реактор 1946 ж. КСРО-да И.В. Курчатовтың басшылығымен жасалды.[1] Атомдардың ядроларын бөлетін немесе біріктіретін реакциялар арнайы қондырғыларда орындалады. Ондай қондырғыларды атомдық (ядролық) реакторлар немесе атомдық (ядролық) бомбалар деп атайды. Атом реакторларындағы ядролық реакциялар басқарылатын жолмен іске асырылады, ал атом бомбаларында басқарусыз жарылыс түрінде орындалады. Ең бірінші қолдан басқарылатын ядролық реактор АҚШ-тың Чикаго қаласының іргесінде Э. Фермидің басшылығымен 1942 жылдың 2 желтоқсанында іске қосылды. Екінші реактор, бұдан үш жыл өткен соң, КСРО-да Москва түбіндегі Серпухов қаласында И. В. Курчатовтың басшылығымен салынды. Тізбекті реакция үздіксіз орындалуы үшін ядролық материалдың (уран, плутоний, т.с.с.) белгілі бір массасы болуы керек. Егер ядролық отынның массасы аз болса, онда нейтрондар өз жолында жеткілікті мөлшерде жарылатын ядроларды кездестірмейді де, сыртқы ортаға тарап кетеді. Сөйтіп, ядролық тізбекті реакция жүрмей қалады. Тізбекті бөліну реакциясына қажетті ядролық материалдың ең аз массасын сындық масса дейді. Уран-235 изотопы үшін сындық масса 23 килограмдай болады. Бұл — диаметрі 13 см болатын біртұтас уран кесегі. Атом бомбасында ядролық жарылыс затын біртұтас етіп жасамайды. Оны жеке-жеке бөлік түрінде орналастырады. Әр бөліктің массасы сындық массадан кіші болады. Абом бомбасын жару үшін арнайы тетік ядролық зарядтың жеке бөліктерін біріктіреді. Сөйтіп, олардың біртұтас массасы сындық массаға жетеді де, ядролық жарылыс іске асырылады. Қазір көптеген елдерде әртүрлі ядролық реакторлар бар. Олар практикалық мақсаттарда, ғылыми-зерттеу жұмыстарында қолданылумен қатар, атом электростанцияларының (АЭС) да негізі болып табылады. Ядролық реактордың негізгі бөлігін белсенді аумақ (активті зона) құрайды. Белсенді аумақ жылу шығарғыш элементтер (ЖШЭ) деп аталатын ядролық отынмен толтырылған таяқшалардан (5), оларды айнала қоршап тұрған графит тежегіштерден (3) тұрады. ЖШЭ-лерді айнала жылу тасығыш (6) сұйықтар ағып өтетін түтіктер орналасқан. Жылу тасығыш қызметін су немесе сұйық металл, мысалы, натрий атқарады. Нейтрондардың сыртқы ортаға ұшып шығуын азайту үшін белсенді аумақты нейтрон қайтарғышпен (2) қаптайды. Сыртқы ортаны аса қауіпті сәулелерден қорғау үшін нейтрон қайтарғыштың сыртын калың болат сауытпен және биологиялық бетон қорғанмен (4) қоршайды. Тізбекті реакцияны қопарылысқа жеткізбей басқарып отыру үшін белсенді аумаққа дер кезінде енгізуге болатын басқарушы және апаттық (авариялық) таяқшалар (1) да реактордың негізгі құрамдас бөлігі болады. Бұл таяқшалар нейтрондарды жұтып алатын заттардан жасалады. ЖШЭ таяқшаларындағы ауыр элементтердің (уранның, плутонийдің, т. с. с.) ядролары бөлінгенде пайда болатын бөлшектер зор кинетикалық энергияға ие болады. Сондай-ақ, ядродан босаған энергияның біраз бөлігі ү-кванттардың электромагниттік энергиясына айналады. Бұл бөлшектер белсенді аумақта өзара және басқа да материалдармен бейберекет соқтығысуы салдарынан бірте-бірте тежеледі. Сөйтіп, олардың кинетикалық энергиясы мен сәулелік энергиясы жылу энергиясына айналады. Белсенді аумақтағы артық жылу мөлшері жылу тасығыштарға беріліп, оларды буландырады. Жоғары қысымдағы бу электр энергиясын өндіретін бу турбиналары мен генераторларға беріледі. Сабақтың тақырыбы: Атом электр станциясы. Д. И. Менделеев жасап шығарған элементтердің периодтық жүйесі материяны оқып-білудегі бірінші кезеңді аяқтайды. Оның вегізіне түрлі материя түрлерінен түратын жай бөлшектер мен «гомдар» жайындағы түсінік кіреді. Атом гректің бөлінбейтін деген созінен шыққан деп болжаған. Казіргі физика атом жөніндегі бүрынғы түсінікке түбірлі өзгерістер енгізді, теориялық және эксперименттік зерттеулер атомның қүрамында ондаған жай болшектердің бар екенін дәлелдеді. Оған мывалар жатады: оң зарядты атом ядросын құрайтын біршама ауыр протондар және электр зарядтары мүлде жоқ нейтрондар. Жеңіл бөлшектерге мыналар жатады: теріс зарядты электрондар, позитрондар, нейтрино және басқалары. Аралық типті бөлшектер де орын алады. Атомдағы барлық бөлшектер ішкі аралық күш аркылы үсталынып түрады. Мұндай күштердің болуына қарамастан, кейбір радиоактивті элементтерде (уран, торий, плутоний) ядроның өздігінен баяу ыдырауы жүреді, ол бөлшек ядросынан шығатын сәулелерге ұласады, оларды шартты түрде а, b және ү- сәулеленулері деп атайды. Басқа атомдардың ядролары олардың сыртқы бөлшектерін атқылау нәтижесінде ыдырайды, мысалға белгілі жылдамдықтағы нейтрондар немесе протондарды алуға болады. Ядро ыдыраған кезде, ішкі ядролық күштер босайды, мұның өзі көп мөлшерде жылу шығаруға ұласады. Атомдық салмағы 235, 1 кг уран атомдары ыдырағанда жылу энергиясының электр энергиясына айналуы нәтижесінде 25 млн. кВт сағ электр энергиясын алуға болатындығы бөлінеді. Сөйтіп, атом ішіндегі энергия, энергияның сарқылмас қоры болып саналады. Дүниежүзіндегі алғашқы қуаты 5000 кВт атом электр станциясы бұрынғы Кеңес Одағында 1954 жылы іске қосылды. Уран қазаны немесе реактор атом электр станциясының негізгі агрегаты болып саналады. Қазіргі кезде реакторлардың көптеген құралымдары зерттеліп жасалынды. Алғашқы атом электр станциясында графитті су реакторы қондырылды. Отын ретінде 1 радиоактивті заттардың стерженьдері, мысалы, уран U255 қолданылады. Радиоактивті ыдырау кезінде орасан зор жылдамдықпен нейтрондар бөлініп шығады да, олар уранның көршілес атомдарын атқылап, жаңа нейтрондардың бөлініп шығуына ықпал жасайды. Міне осының нөтижесінде басқарылатын тізбекті реакция пайда болады. Алғашқы жағдайда электрондардың қозғалу жолына баяулатқыштар қойылады. Ауыр судың құрамына сутектің екі атомының орнына сутектің екі изотопы кіреді. Элементтерде ядроларының құрамьшдағы протондар саны бірдей болып, ал нейтрондар саны әр түрлі болса, бұл элементтер изотоптар деп аталады. Мысалы, сутек ядросы (Н) бір протоннан тұрады. Атом энергетикалық қондырғысының негізгі сүлбасы суретте берілген. 1 санымен реактор белгіленген, онда отын ретінде уранның изотоптары, сонымен қатар, плутоний қолданылады. Бастапқы элементтермен салыстырғанда изотоптардың радиоактивтігі анағүрлым жоғары. Реакторда жылытылған су сорғы 3 арқылы жылу алмастырғышқа 2 құйылады. Бүл биологиялық түрғыдан қауіпті радиоактивті су, ол қондырғының бірінші контурына жатады. Қазіргі қондырғылардың бірінші контурындағы су 250°С-та, 100 ат. қысымында болады. Бүл ретте судың қайнап кетпеуін қадағалау қажет. Жылу алмастырғыштағы бастапқы су екінші контурлы радиоактивтігі жоқ суды жылытып, буға айналдырады, ол 30-35 ат қысымды электр генераторын 5 айналдыратын турбинаға 4 келіп түседі. Пайдаланылған бу конденсаторға 6 қарай жылжиды. Конденсат сорғы 7 арқылы қайтадан жылу алмастырғышқа жіберіледі. Бірінші радиоактивті контурдың барлық агрегаттары адамдардан оқшауландырылып, дистанциялық және автоматты түрде басқарылады. Қазіргі ірі электр станцияларында графитті су реакторларының орнына біршама қуаттылығы аз су реакторлары қолданылады, мұнда кәдімгі су шапшаң нейтрондардың баяулатқышы болып саналады. Атом элетр станциясының ұстанымдық сұлбасы I. Реактор. 2. Жылу алмастырғыш. 3. Негізгі айналма насос. 4. Турбина. 5. Электр генераторы. 6. Салқындатқыш (конденсатор). 7. Қоректендіру сорғысы. Атом электр станциясында электр энергиясын өндіру жылу электр станцияларының сұлбаларымен бірдей дерлік. Экономикалық көрсеткіштері жағынан атом электр станциялары жылу электр станцияларына қарағанда біршама төмен; алайда оларды жергілікті отын ресурстарымен жабдықтай алмайтын жерлерде салғанда, атом электр станциясындағы 1 кВт сағ энергия құны ЖЭС-тің құнынан артық емес. Атом электр станцияларының өзіндік мұқтаждары жұмыс барысында асқан сенімділікті талап етеді. Міне, сондықтан көпшілік мақұлдаған жылу электр станцияларының өзіндік мұқтаж қондырғылары резервтеуден басқа, атом электр станцияларында резервті (сенімділік) дизель - генератор қондырғылары, ол кәдімгі өзіндік мұқтажды қамсыздандыру жүйесін шапшаң түрде қосуға қол жетпеген жағдайда іске қосылады. Сонымен қатар, атом электр станцияларында аккумулятор батареясын орнату ісі қарастырылды, ал ірі атом электр станцияларында тұрақты ток қозғалтқыштары бар өзіндік мұқтаждың жауапты тұтынушыларын жабдықтайтын екі батареяны қою ісі жүзеге асырылады. Атом электр станцияларының бірінші контурының өзіндік мұқтаждар қондырғыларының ерекшеліктері - атом электр станциясы технологиялық процесінің қарастырылған сұлбаларынан корінеді. Ал, екінші контур бөлігінде өзіндік мұқтаждар кәдімгі отынды қолданып, жұмыс істейтін жылу электр станцияларының механизмдерімен бірдей. Атом элекгр станцияларының ерекшеліктері: 1.Географиялық кез-келген жерде, соның ішінде таулы жерде салынады. 2.Сыртқы қатардағы факторлардан тәуелсіз. Өзіндік режімі автономиялы. 3.Отынның шығыны аз мөлшерде. 4.Тынушылардың ерікті графигімен жұмыс істеуі мүмкін. 5.Режімнің өзгеруіне сезімтал, әсіресе АЭС-ның реакторы жылдам нейтронмен жұмыс істейтін болса. 6.Атмосфераны бәсеңдеу ластайды, радиоактивтік газдары мен аэрозолы шамалы, санитарлық мөлшерден (нормадан) асып түспейді. Осы тұрғыдан қарағанда АЭС-ы, ЖЭС-нан көбірек болып шығуы мүмкін. Сабақтың тақырыбы: Атом энергетикасының дамуы, болашағы. Сабақтың мақсаты: Білімділік: Ғылым мен техника салаларындағы өзгерістер, атом энергетикасыныңі дамуы мен табыстарын, қолданылуын оқып – үйрену. Тәрбиелік: Ғылыми – техникалық білім беру, жаңа техникалық өзгерістерді оқып – үйренуге ғылыми көзқарас қалыптастыру, экологиялық білім беру. Дамыту: Оқушылардың әдебиеттермен жұмыс істеу дағдыларын қалыптастыру, ой – өрісін кеңейту, жаңалықтармен таныстыруды жетілдіру, пәнге қызығушылығы мен белсенділігін арттыру. Сабақтың міндеттері: 1. Мазмұнға байланысты міндеттер: Оқушылар Қазақстан және атом энергиясын елімізде бейбіт мақсатқа қолданылу жағдайы туралы айтады, атом энергетикасы туралы түсініктерін береді. 2. Сын тұрғысынан ойлауды дамытуға байланысты міндеттер: Атом энергиясын қолданудың тиімді, тиімсіз жақтары туралы талдау жасайды, білімдері бойынша кесте толтырады, өз пікірі мен басқалардың ойларына сын көзбен қарап үйренеді. 3. Әрекетке байланысты міндеттер: Ядролық қуатты пайдалану жөнінде топтағы оқушылар бір – бірін толықтырады, қорытындылар жасайды. Сабақта қолданылатын әдістер: Түртіп алу әдісі, «Сиқырлы таяқша» әдісі. Бағалау: Эссе. Сабақтың типі: қайталау сабағы Сабақтың барысы: Ұйымдастыру Оқушылар жұппен, топпен орналасады. Қызығушылығын ояту Қазақстан және атом энергетикасы Оқушының бұрыннан бар білімін көтеру. Тақырып туралы ойларына келген білімдерін жазады. Мысалы: Семей полигоны, Семей – Невада қозғалысы, Курчатов, білікті маман – инженер, ядролық қару, уран қоры, т.б. Мәтінді талқылау барысында оқушыларда әр түрлі сұрақтар туындады. Бірақ менің таңданысымда шек болмады, себебі оқушылар оларға өте ұтымды жауаптарды өздері тауып берді. Икрамова Салтанаттың кестесі: + жаңа білім V білемін - қарсы пікір ? сұрақ туды 1. Семей өңірінде 104 ракеталық шахта бар.2. Полигонда 40 жыл бойына 500-дей ядролық жарылыс жасалған. 3. Әлемдегі 4 ядролық бомбаның біреуі осында сыналған. 4. Дүние жүзінде 500-ден астам АЭС бар. 5. БН-350 реакторы плутоний да шығарады екен. 1. 1989 жылы 29 тамызда Қ.Р Президенті Н.Ә.Назарбаевтың жарлығымен полигон жабылды.2. Петропавл ауыр машина жасау зауытында ракеталық қару жасалған. 3. 2 рет үлкен апат болған: 1) Жапония 2) Чернобыль апаты. 4. Ақтауда нейтрондық реактор жұмыс істейді. 5.Уран қоры бар. 1. М.Складовская-Кюридің күнделігінен 30 жылға дейін сәуле шығып тұрған.2. Аумақтың радиациялық зақымдануы нәтижесінде сәулелену дозасына сай әртүрлі ауырлықтағы аурулар пайда болды емес пе?. 1. АЭС-тер қауіпсіз жұмыс істейді деп кім кепіл бола алады?.2. Адам организмінде радиацияға қарсы күш бар ма?. 3. Автор (К.Смайылов) радиация ошақтарында болғанында қорқыныш сезімінде болмады ма екен?. 5. Сабақты қорытындылау Ей, замандас. Ең алдымен досыңды ұқ. Досың – Жер, мөлдір ауа, өсімдік. Ала жүріп осылардың сыйлығын, Осыларды қорлау деген не сұмдық? Жер ешкімге жазбайды деп арызда Барын сарқып ала беру парыз ба? Жоқ замандас. Әр ұрпаққа туған жер, Не берсе де беретіні қарызға. 6.Оқушыларды бағалау Үйге: Ғылыми – көпшілік әдебиеттермен танысу, оқу, рефераттар дайындау Сабақтың тақырыбы: Атом энергетикасының экологиялық прблемалары. Сабақтың мақсаты: Қазақстан мемлекетінің экологиялық жағдайларымен таныстыру; Экологиялық проблемаларға оқушылардың назарын аудару; Оқушылардың табиғатқа жанашырлық және жауапкершілік сезімдерін қалыптастыру; Экологиялық сауаттылыққа тәрбиелеу Сабақтың түрі: конференция сабақ Сабақтың әдісі: топпен жұмыс, жеке жұмыс,ізденіс. Көрнекі құралдар: экологияға байланысты нақыл сөздер сөздер, бейнефильм Сабақ барысы 1. Ұйымдастыру кезеңі Оқушылар топпен отырады.Бір апта бұрын топтарға тапсырма берілген.. «Семей ядролық полигоны», «Арал теңізінің проблемасы». Кіріспе сөз. Адамның табиғатқа әсерінен жануарлар мен өсімдіктер қырғынға ұшырауда, соның салдарынан ағзаның көптеген түрлері жойылып кету шегіне жетті. Экологиялық дағдарыс – бүгінгі таңда жекелеген ел көлемінен асып, бүкіл әлемдік проблемаға айналып отыр. Ал оның ең өзекті мәселелері тек мемлекеттік немесе мемлекетаралық шаралар негізінде шешілуге тиіс. Айналамыздағы ортаның ластануы дегеніміз түрлі заттармен қосылыстардың анторпогендік жолмен араласу нәтижесінде оның қасиеттерінің жағымсыз өзгеруі. Адам - табиғат перзенті. Табиғат өздігінен пайда болған дүние , яғни бізді қоршаған орта. Адам табиғатсыз өмір сүре алмайды .Адамның санасыз әрекетінің арқасында табиғаттың тозуы – экологиялық дағдарыс тудырады. «Экологиялық мәселелер – ең маңызды өмірлік мәселелердің бірі, өйткені әңгіме адамның ғұмыр кешетін ортасы жайында, болашақ ұрпақтардың өмірі туралы болып отыр»- Ш.Айтматов сөзімен айтқандай, адамның өмір сүріп отырған ортасы экологиялық санасына байланысты. Оқушыларға қойылатын сұрақтар: -Экология деген не? - Экология ғылымын ең алғаш ұсынған кім? - Қазақстанның экологиялық проблемалары қандай? Бейнефильм көрсету Негізгі бөлім 1 тур /берілген тапсырмаларды топта талқылайды, қорғайды/. 1-топ «Семей ядролық полигоны» Қазақстандағы экологиялық проблемалар шиеленісуі жалпы әлемдік шиеленістен кем емес. Еліміздің тарихындағы ең қайғылы парақтардың бірі – Семеый ядролық сынақ полигонының өмірге келуі. Алғашқы атомдық жарылыс дауысы 1949 жылы тамыздың 29-ы таңғы сағат 7-де естілді. Семей ядролық полигоны ауданында 450-ден астам жер және жер асты ядролық сынақтарының өткізілуі нәтижесінде атмосфераға , гидросфераға және литосфераға өте үлкен мөлшерде радиоактивті материалдар шығарылды.Тек Семей ядролық полигонының ғағн емес , соған жақын жатқан үлкен аумақтар (Павлодар, Қарағанды, Шығыс Қазақстан, Жезқазған облысы және Ресей Федерациясының Алтай өлкесі) радиоактивті ластануға ұшырады. Соның нәтижесінде сол аумақтағы көптеген тірі ағзалар және тұрғын халықтары зардап шекті. 2- топ «Арал теңізінің проблемасы» Бүкіл әлем назарын аударған Қазақстанның ең шиеленіскен экологиялық проблемасы – Арал теңізінің проблемасы . Мақта және күріш егістігіне Сырдария және Әмудария өзендерінің суын мейірімсіз пайдалану осы апаттың себебі болып табылады.Адам іс -әрекетінің нәтижесінде Арал теңізіне аталған өзендер суы өте аз мөлшерде жетті. Бұл теңізге келетін су көздері болмағандықтан, Арал теңізі 30 жылға жуық аралықта өз суының жартысынан айырылды, сөйтіп іс жүзінде екі көлге – қазақтың және өзбектің көліне айналды.Соның нәтижесінде бұрынғы теңіз түбіне орасан үлкен тұзды аумақ түзілді. Миллиондаған тонна шаң және тұзды жел көтеріп, едәуір қашықтыққа үрлеп жеткізді де, өте үлкен аумақты тұз басты. II ТУР Табиғатты қорғау проблемаларын шешу жолдары. /Оқушылар тапсырма бойынша жоба дайындайды және қорғайды/ 1-топ. Семей ядролық полигонының сараптамасымен таныстыру және ұсыныстар 2-топ. Арал теңізінің экологиялық сараптамасымен таныстыру және ұсыныстар. Сабақтың тақырыбы: Ядролық қалдықтарды консервациялау. Сабақтың мақсаты:Білімділік: Оқушылардың тақырып бойынша алған білімдерін нығайту, тиянақтау, бір жүйеге келтіріп қорыту теориялық білімін практикамен ұштастыру. Дамытушылық: Оқушылардың ойлау, есте сақтау қабілетін шыңдау. Білімге деген қызығушылығын арттыру. Білім деңгейін көтеру. Тәрбиелік: Оқушыларды өз ісіне жауапкершілікпен қарауға, уақытын үнемді пайдалануға үйретіп, жан – жақтылыққа, алғырлыққа, шапшаңдыққа тәрбиелеу. Сабақтың типі: Жаңа тақырыпты меңгеру сабағы Сабақтың әдісі: Тыңдап түсіну, тірек сызба, деңгейлік тапсырма, сұрақ – жауап жұмысы Сабақтың формасы: Жеке, ұжымдық Пән аралық байланыс: Химия, математика, әдебиет. Көрнекіліктер: интерактивті тақта, компьютер, электрондық оқулық, Менделеевтің периодтық кестесі, карточкалар, слайдтар Сабақтың барысы: І. Ұйымдастыру ІІ. “Мен нені үйрендім?” Өткен тақырыпты қайталау А) «Қане кім жылдам?» Атом дегеніміз не? (молекуланың ең кіші бөлшегі) Атом құрылысының «планетарлық» моделін ұсынған ғалым кім? Қай жылы? (Э.Резерфорд, 1911 жылы) Атомның құрылысын кім айтып береді? (Атомның центрінде ядро орналасқан, электрондар ядро айналасында эллипстік орбита бойынша қозғалады.) Электрон қалай белгіленеді? ( -10е) Протон қалай белгіленеді? ( 11р) Нейтрон қалай белгіленеді? (01n ) Массалық сан дегеніміз не? Қалай белгіленеді, формуласы қандай?(А= Z+N) Нуклон дегеніміз не? (Протон мен нейтронның жалпы санын нуклон дейміз.) Химиялық элементтің ядросының белгіленуі? (zAХ) Изотоп дегеніміз не? (Бір – бірінен тек ядросындағы нуклондар санына қарай ажыратылатын элементтер) Нейтронды ашқан ғалым,қай жылы ? (Резерфордтың шәкірті Д.Чэдвик. 1932 жылы) Ядродағы нуклондарды ыдырапкетуден сақтап, берік байланысын қамтамасыз ететін күштер (ядролық күштер) Ядролық күштердің қасиеттері (қаныққыш,зарядтарға тәуелсіз,қысқа әрекетті күштер) Массалар ақауын есептейтін формула ( ΔM=(Z*mp + N*mn )–Mя ) Б) «Сәйкесін тап» ойыны Берілген сұрақтардың жауаптарының орны ауысқан сәйкес жауабын табу. Атом ядросы зарядының формуласы эВ Эйнштейн формуласы q=z*e Масса ақауының формуласы М.а.б. Ядролық физикадағы ұзындық бірлігі Ядролық физикадағы масса бірлігі Фм (ферми) Ядролық физикадағы энергия бірлігі ІІІ. “Білім шыңына өрлейік” Жаңа сабақ І. Нуклондардың ядродағы байланыс энергиясы. Мя< Z*mp + N*mn ∆М= Z*mp + N*mn - Mя – масса ақауының формуласы; Массалар ақауы деп – жеке бөлшектер массаларының қосындысынан сол бөлшектерден құралған ядро массасын алып тастағандағы қалған ∆М қалдық массаны айтамыз Еб= ΔM*c2=( Z*mp + N*mn - Mя )*c2 немесе Еб=( Z*mН + N*mn – Mа )*c2 ; Атом ядросын түгелімен жеке нуклонға ыдырату үшін қажетті минимал энергияны- ядроның байланыс энергиясы дейміз. Энергия үшін МэВ қолданылады: Еб= ( Z*mp + N*mn - Mя )*931,5 МэВ немесе Еб=( Z*mН + N*mn – Mа )*931,5 МэВ. ∆М= Еб / c2. Байланыс энергиясы өте ғаламат. Екі вагон тас көмірді жаққан кезде қанша энергия мөлшері бөлінсе, сутегінен 4 г гелий массасын түзу үшін сондай энергия бөлінеді. Барлық үлкен Әлем кеңістігінде, оның ішінде жер шарында, сутегі – ең көп таралған элементтердің бірі. Сондықтан физиктердің, барлық басқа мамандардың негізгі мақсаты сутегі энергиясын бейбіт мақсат үшін қолдану. ІІ. Меншікті байланыс энергиясы деп ядроның байланыс энергиясының А массалық санға қатынасын, яғни бір нуклонға сәйкес келетін байланыс энергиясын айтады: Ем.б= Еб/А ; Нуклондардың меншікті байланыс энергиясы түрлі атом ядроларында бірдей емес. Ядродағы нуклондардың меншікті байланыс энергиясының массалық А санға тәуелділігі мына суретте көрсетілген. Массалық А санының артуына байланысты Ем.б 1Н2 – дейтерийдің ядросында 1,1 МэВ/нуклон мәнінен темірдің 26Fe 56 изотопы үшін 8,8 МэВ/нуклон мәніне арта бастайды. Ем.б максимал болатын элементтердің ядролары ең тұрақты ядролар болып табылады. Енді массалық сан А артқанымен Ем.б кеми береді, мыс: уранның 92U238 изотопында 7,6 МэВ/нуклон. Жеңіл элементтердің Ем.б кемуі беттік құбылыстармен байланысты. Сондықтан ядроның ішіндегі нуклондармен салыстырғанда ядроның бетіндегі нуклондардың байланыс энергиясы аз.Ядро кіші болған сайын нуклондардың көпшілігі ядро бетіне жақын орналасады. Сол себепті жеңіл ядролардың меншікті байланыс энергиясы аз. Мыс: Көміртек – 13 атомы ядросын протондар мен нейтрондарға ыдырату үшін қандай ең аз энергия шығындау керек? Ядроның меншікті байланыс энергиясы қандай? Жаңа сабақты пысықтау. Теориялық тест 1. Байланыс энергиясының формуласы: А) Еб= ΔM*c2; В) Ем.б= Еб/А ; С) Е=hν; 2. Меншікті байланыс энергиясының формуласы: А) Е= hν; В) Еб= ΔM*c2; С) Ем.б= Еб/А ; 3. Ядроның байланыс энергиясы дегеніміз не? А) Жеке бөлшектер бірігіп ядроны құрағанда пайда болатын масса ақауы есебінен бөлініп шығатын энергия В) Жеке бөлшектер массаларының сол бөлшектерден құралған ядро массасын алып тастағандағы қалған қалдық С) Бір нуклонға келетін байланыс энергиясының шамасы 4. Меншікті байланыс энергиясы дегеніміз не? А) Ядрода нуклондарды берік байланыста ұстап тұрған күш В) Ядродағы протондар мен нейтрондардың жалпы санын айтамыз С) Бір нуклонға келетін байланыс энергиясының шамасы 5.Менделеев кестесін пайдаланып төмендегі химиялық элементтерді анықта. А) O, F, B, Li B) C, N, Fe, Li C) C, Na, F, Li Қорытындылау Үйге тапсырма беру Бағалау Сөзжұмбақ құрастыру. |