Деление ядер урана

Цепная ядерная реакция

Строение атомного ядра

• Существует несколько моделей атомного ядра.
• Все они основаны на опытных данных и позволяет выделить те или иные свойства ядер.

• Протонно-нейтронная модель

Эту модель предложили в 1932 г. советские физики Д. Иваненко, Е. Гапон и немецкий физик В. Гейзенберг.

Д.Д. Иваненко

Карл Гейзенберг

• Согласно этой модели ядро атома состоит из протонов и нейтронов, за исключением ядра водорода, которое состоит из одного протона.

• Однако существовало противоречие- протоны были положительными частицами, нейтроны не имели заряда.

• Протоны должны были отталкиваться и разлететься. Однако такого не происходит и совершенно непонятно, какая сила держит эти частица друг возле друга.

Модель жидкой капли.

• Модель жидкой капли. Одной из первых моделей атомного ядра была модель жидкой капли, в которой атомное ядро рассматривалось как сферическая капля несжимаемой ядерной жидкости радиуса R ≈ 1,3 Фм.
• 1Фм

Деление ядер урана

В отличие от радиоактивного распада ядер, сопровождающегося испусканием α- или β-частиц, реакции деления – это процесс, при котором нестабильное ядро делится на два крупных фрагмента сравнимых масс.

В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и 

Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана .

Продолжая исследования, начатые Ферми, они установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы – радиоактивные изотопы бария (Z = 56), криптона (Z = 36) и др.

• Отто Ган, Лизе Мейтнер и молодой сотрудник Фриц Штрассман облучали уран только что открытыми Чедвиком нейтронами в поисках недостающих элементов в таблице Менделеева.

Фриц Штрассман

Однако опыты привели к тому, что были «найдены» атомы бария и криптона.

А это могло случится, если только ядро урана делилось на две приблизительно равные части.

Опыт настолько противоречил тогдашнему представлению ученых об атомах, что утверждение о делении ядер было невероятной смелостью.

Лизе Мейтнер

• Уран встречается в природе в виде двух изотопов:
• (99,3 %)

• и (0,7 %).

• При бомбардировке нейтронами ядра обоих изотопов могут расщепляться на два осколка .

• Рассмотрим механизм этого деления.
• Поглотив лишний нейтрон, ядро возбуждается и деформируется, приобретая вытянутую форму.
• Потом происходит разделение ядра на два новых.

Между нейтроном и протоном действуют ядерные силы. Но в вытянутом ядре они уже не столь могущественны, поскольку короткодействующие.

Силы кулоновского отталкивания разрывают ядро, которое разваливается на две части с испусканием 2-3 нейтронов.

• Часть внутренней энергии ядра переходит в кинетическую энергию осколков. Во внешней среде осколки быстро тормозятся, в результате чего их кинетическая энергия преобразуется во внутреннюю энергию среды.
• Сам уран и окружающая его среда сильно нагревается, если число делений ядер урана достаточно велико.

• Деление ядра урана идет с выделением тепловой энергии!!!

При полном делении всех ядер 1 г урана высвобождается столько энергии как при полном сгорании 2,5 тонн нефти (т.е. 18 бочек).

Использованные ресурсы: 1.Изображения

https://i.gifer.com/7RwC.gif

https://clck.ru/eorLJ

http://old.ktf-usu.ru/images/ivanenko-1940.jpg

https://reflex-vrn.ru/wp-content/uploads/img5c2654f5ef6612.jpg

https://clck.ru/eorWi

https://dm0qx8t0i9gc9.cloudfront.net/thumbnails/video/dFR-e4G/atom-loop-isolated-on-black-with-matte_nyhxpcfqx_thumbnail-1080_01.png

https://clck.ru/eorfB

• https://light-fizika.ru/index.php/11-klass?layout=edit&id=179
• https://clck.ru/eoryH
• https://clck.ru/eos38
• https://s3.amazonaws.com/s3.timetoast.com/public/uploads/photo/3768904/image/ea038f953c1267971835f595620dfaef
• https://i.gifer.com/BKXC.gif
• https://clck.ru/eosH5
• https://clck.ru/eosM6
• http://holvoet.free.fr/Voyage/energy/img/fission_v.gif
• https://i.gifer.com/YDn2.gif
• https://i.gifer.com/embedded/download/6J5.gif

• https://clck.ru/eosTi
• https://clck.ru/epC7a

2 . Теоретические материалы

https://topwar.ru/67725-triumf-i-tragediya-otto-gana-chast-i.html

https://light-fizika.ru/index.php/11-klass?layout=edit&id=179