Что образуется в результате деления ядра

Вопросы § 58

Физика А.В. Перышкин

1.Почему деление ядра может начаться только тогда, когда оно деформируется под действием поглощённого им нейтрона?

При деформации ядра ядерные силы ослабе­вают, и ядро распадается под действием электро­статических сил отталкивания.

2. Что образуется в результате деления ядра?

В результате деления ядер образуются два осколка и 2—3 нейтрона.

3. В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядра при его делении; кинетическая энергия осколков ядра урана при их торможении в окружающей среде?

Внутренняя энергия ядра при делении пе­реходит в кинетическую энергию разлетающихся осколков и частиц.

Энергия выделяется в окружающую среду и переходит во внутреннюю энергию.

4. Как идёт реакция деления ядер урана — с выделением энергии в окружающую среду или, наоборот, с поглощением энергии?

Реакция деления ядер урана идет с выделе­нием энергии.

5. Расскажите о механизме протекания цепной реакции, используя рисунок 163.

Ядро урана в результате захвата протона расщепляется на два осколка и выделяет три ней­трона, который в свою очередь взаимодействуют с другими ядрами урана, в результате чего происхо­дит и их деление и выделение нейтронов.

6. Что называется критической массой урана?

Критической массой урана называется наи­меньшая их масс, при которой возможно протека­ние цепной реакции.

7. Возможно ли протекание цепной реакции, если масса урана меньше критической; больше критической? Почему?

Если масса урана меньше критической, то протекание цепной реакции невозможно, так как нейтроны выходят за пределы куска не встречая на своем пути ядра.

Если масса урана больше критической, то цепная реакция носит взрывной характер.

Источник

Деление и синтез ядер.

Делением ядер называется процесс, при котором из одного атомного ядра образуется 2 (иногда 3) ядра-осколка, которые являются близкими по массе.

Этот процесс является выгодным для всех β-стабильных ядер с массовым числом А > 100.

Деление ядер урана было выявлено в 1939 году Ганом и Штрасманом, однозначно доказавшие, что при бомбардировке нейтронами ядер урана U образуются радиоактивные ядра с массами и зарядами, приблизительно в 2 раза меньшими массы и заряда ядра урана. В том же году Л. Мейтнером и О. Фришером был введен термин «деление ядер» и было отмечено, что при этом процессе выделяется огром­ная энергия, а Ф. Жолио-Кюри и Э. Ферми одновременно выяснили, что при делении испускаются несколько нейтронов (нейтроны деления). Это стало основой для выдвижения идеи самоподдерживающейся цепной реакции деления и использования деления ядер как источника энергии. Основой современной ядерной энергетики является деление ядер 235 U и 239 Pu под действием нейтронов.

Деление ядра может происходить благодаря тому, что масса покоя тяжелого ядра оказывается большей суммы масс покоя осколков, которые возникают в процессе деления.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Из графика видно, что этот процесс оказывается выгодным с энергетической точки зрения.

Механизм деления ядра можно объяснить на основе капельной модели, со­гласно которой сгусток нуклонов напоминает капельку заряженной жид­кости. Ядро удерживают от распада ядерные силы притяже­ния, большие, чем силы кулоновского отталкивания, которые действуют между протонами и стремящиеся разорвать ядро.

Ядро 235 U имеет форму шара. После поглощения нейтрона оно воз­буждается и деформируется, приобретая вытянутую форму (на рисунке б), и растягивается до тех пор, пока силы отталкивания между половинка­ми вытянутого ядра не станут больше сил притяжения, действующих в перешейке (на рисунке в). После этого ядро разрывается на две части (на рисунке г). Осколки под действием кулоновских сил отталкивания раз­летаются со скоростью, равной 1/30 скорости света.

Испускание нейтронов в процессе деления, о котором мы говорили выше, объясняется тем, что относительное число нейтронов (по отношению к числу протонов) в ядре увеличивается с возрастанием атом­ного номера, и для образовавшихся при делении осколков число нейтронов становится большим, чем это возможно для ядер атомов с меньшими номерами.

Деление зачастую происходит на осколки неравной массы. Эти осколки являются радиоактивными. После серии β-распадов в итоге образуются стабильные ионы.

Кроме вынужденного, бывает и спонтанное деление ядер урана, которое было от­крыто в 1940 году советскими физиками Г. Н. Флеровым и К. А. Петржаком. Период полураспада для спонтанного деления соответствует 10 16 годам, что в 2 млн. раз больше периода полураспада при α-распаде урана.

Синтез ядер происходит в термоядерных реакциях. Термоядерные реакции — это реак­ции слияния легких ядер при очень высокой температуре. Энергия, которая выделяется при слиянии (синтезе), будет максимальной при синтезе легких элементов, которые обладают наименьшей энергией связи. При соединении двух легких ядер, например, дейтерия и трития, образуется более тяжелое ядро гелия с большей энергией связи:

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

При таком процессе ядерного синтеза происходит выделение значительной энергии (17,6 Мэв), равная разности энергий связи тяжелого ядра Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядраи двух легких ядер Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра. Образующийся при реакциях нейтрон приобретает 70% этой энергии. Сравнение энергии, которая приходится на один нуклон в реакциях ядерного деления (0,9 Мэв) и синтеза (17,6 Мэв), показывает, что реакция синтеза легких ядер энергетически является более выгодной, чем реакция деления тяжелых.

Термоядерный синтез — реакция, в которой при высокой температуре, большей 10 7 К, из легких ядер синтезируются более тяжелые ядра.

Термоядерный синтез — источник энергии всех звезд, в том числе, и Солнца.

Основным процессом, при котором происходит освобождение термоядерной энергии в звездах, является превращение водорода в гелий. За счет дефекта массы в этой реакции масса Солнца уменьшается каждую секунду на 4 млн тонн.

Большую кинетическую энергию, которая нужна для термоядерного синтеза, ядра водорода получают в результате сильного гравитационного притяжения к центру звезды. После этого при слиянии ядер гелия образуются и более тяжелые элементы.

Термоядерные реакции играют одну из главных ролей в эволюции химического состава вещества во Вселенной. Все эти реакции происходят с выделением энергии, которая излучается звездами в виде света на протяжении миллиардов лет.

Осуществление управляемого термоядерного синтеза предоставило бы человечеству новый, практически неисчерпаемый источник энергии. И дейтерий, и тритий, нужные для его осуществления Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра, вполне доступны. Первый содержится в воде морей и океанов (в количестве, достаточном для использования в течение миллиона лет), второй может быть получен в ядерном реакторе при облучении жидкого лития (запасы которого огромны) нейтронами:

Одним из важнейших преимуществ управляемого термоядерного синтеза является отсутствие радиоактивных отходов при его осуществлении (в отличие от реакций деления тяжелых ядер урана).

Главным препятствием на пути осуществления управляемого термоядерного синтеза является невозможность удержания высокотемпературной плазмы с помощью сильных магнитных полей в течение 0,1-1 с. Однако существует уверенность в том, что рано или поздно термоядерные ре­акторы будут созданы.

Пока же получилось произвести только неуправляемую реакцию синтеза взрывного типа в водородной бомбе.

Источник

Вопрос 2 § 58 Физика 9 класс Перышкин Что образуется в результате деления ядра?

Кто знает ответ?
Что образуется в результате деления ядра?

В результате деления ядер образуются два осколка и 2-3 нейтрона.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Привет. Выручайте с ответом по физике…
Поплавок со свинцовым грузилом внизу опускают
сначала в воду, потом в масло. В обоих ( Подробнее. )

Привет всем! Нужен ваш совет, как отвечать…
Изобразите силы, действующие на тело, когда оно плавает на поверхности жидкости. ( Подробнее. )

Среди предложений 21-29:
(21) И Митрофанов услышал в этом смехе и прощение себе, и даже какое-то ( Подробнее. )

Источник

Что образуется в результате деления ядра

На устойчивость атомного ядра влияют два типа сил:

С увеличением массы и размера ядра кулоновское отталкивание приводит к уникальному явлению – ядро может разделиться на два сравнимых по массе осколка. Неустойчивость атомного ядра по отношению к делению описывается параметром делимости Z 2 /А.

12.1. Деление атомных ядер

Делением атомных ядер называют их распад на два осколка сравнимой массы. Деление может быть самопроизвольным (спонтанным) или вынужденным, вызванным взаимодействием с налетающей частицей.

Характеристики распадов некоторых ядер

ИзотопПериод полураспада по каналу
спонтанного деления, лет
Период полураспада по каналу
α-распада, лет
232 Th1.3·10 181.41·10 10
235 U1.9·10 177.03·10 8
238 U5.9·10 154.68·10 9
238 Pu4.9·10 1087.7
239 Pu5.5·10 152.41·10 4
240 Pu1.3·10 116.56·10 3
242 Pu7.0·10 103.73·10 5
241 Am2.3·10 14432.7

Деление энергетически выгодно для тяжёлых ядер и является основным источником ядерной энергии. При этом энерговыделение составляет величину ≈1 МэВ на один нуклон делящегося вещества или 10 14 Дж/кг, что на много порядков превосходит энерговыделение всех других освоенных человеком источников энергии.

12.2. Энергия деления

Деление энергетически выгодно (Eдел > 0) в том случае, когда (0.37γZ 2 /A 1/3 − 0.26βA 2/3 ) > 0, т. е. когда

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Величина Z 2 /A называется параметром делимости. Z 2 /A > 17 для ядер с А > 90.

12.3. Продукты деления

Распределение энергии деления 235 U тепловыми нейтронами

167 МэВМгновенные нейтроны деления

5 МэВЭлектроны бета-распада

5 МэВАнтинейтрино бета-распада

10 МэВМгновенные гамма-кванты

7 МэВГамма-излучение продуктов деления

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра
Рис. 12.1. Массовое распределение осколков деления 235 U тепловыми нейтронами.

Характерной особенностью деления изотопов урана является то, что осколки, как правило, существенно различаются по массам, т. е. преобладает асимметричное деление. С учётом испускания двух мгновенных нейтронов, один из каналов реакции деления 235 U имеет вид

n + 235 U → 236 U → 95 Sr + 139 Xe + 2n.

Распределение по массам осколков деления показано на рис. 12.1. Осколки деления образуются в широком диапазоне A = 72–161 и Z = 30–65.
Асимметричное деление объясняется влиянием оболочечной структуры ядра. Ядро стремится разделиться таким образом, чтобы основная часть нуклонов осколка образовала устойчивый магический остов.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра
Рис. 12.2. Энергетический спектр нейтронов, испущенных при делении тепловыми нейтронами ядра 235 U.

Восстановление характерного для средних ядер
A = 90–150 соотношения числа нейтронов и протонов происходит также за счёт вылета мгновенных нейтронов деления. В среднем в каждом акте деления за время

12.4. Механизм деления

Поверхностная и кулоновская энергии изменяются при отклонениях формы исходного ядра от сферической. Если ядро принимает форму вытянутого эллипсоида вращения, то при условии, что объём ядра не изменяется (ядерная материя практически несжимаема), величины малой a и большой b осей ядерного эллипсоида:

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядраb = R(1 + ε),

где R − радиус исходного ядра, а ε − малый параметр.
Поверхностная и кулоновская энергии ядерного эллипсоида:

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядраЧто образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Изменение полной энергии ядра при переходе от сферической формы к эллипсоиду определяется соотношением

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Барьер деления возникает при ΔE > 0, т. е. при Z 2 /А 2 /А.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра
Рис. 12.3. Зависимость формы и высоты потенциального барьера, а также энергии деления от величины параметра Z 2 /A. Двусторонняя вертикальная стрелка показывает высоту барьера деления.

12.5. Деление естественной смеси изотопов U

В естественной смеси изотопов U на тепловых нейтронах реакция возможна, а на быстрых − нет. Среднее число вторичных нейтронов на один захват нейтрона естественной смесью изотопов урана

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра= 1.32 > 1.

Следовательно, цепная реакция на тепловых нейтронах на естественном уране возможна. Однако для осуществления цепной реакции надо с малыми потерями замедлять образующиеся при делении нейтроны с энергией от несколько МэВ до тепловых.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра≈ 0.033.

Необходимо учесть, что быстрые нейтроны с энергиями больше 1.4 МэВ могут с заметной относительной интенсивностью делить и ядра изотопа 238 U, которого в естественной смеси гораздо больше. При делении 238 U коэффициент ν ≈ 2.5. В спектре деления 60% нейтронов имеют энергии выше эффективного порога 1.4 МэВ деления 238 U. Из этих 60% нейтронов только один нейтрон из пяти успевает вызвать деление 238 U, не замедлившись до энергии ниже пороговой за счет упругого и неупругого рассеяния. Для быстрых нейтронов Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра≈ 0.6 барн и для коэффициента Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядраполучается оценка

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Полный коэффициент Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядрадля реакции деления на быстрых нейтронах в естественной смеси изотопов урана равен сумме

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра= Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра+ Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра≈ 0.3 235 U и 238 U идти не может. Реакцию на быстрых нейтронах можно поддерживать лишь в обогащенной смеси, содержащей не меньше 15% изотопа 235 U.

12.6. Цепная реакция деления

Цепная реакция деления идет в среде, в которой происходит процесс размножения нейтронов. Такая среда называется активной средой. Физической величиной, характеризующей интенсивность размножения нейтронов, является коэффициент размножения нейтронов k, равный отношению количества нейтронов в одном поколении к их количеству в предыдущем поколении. Индекс ∞ относится к среде бесконечных размеров. В делящейся среде конечных размеров часть нейтронов будет уходить из активной зоны наружу. Поэтому коэффициент k, являющийся характеристикой конкретной установки, зависит от вероятности Р для нейтрона не уйти из активной зоны. По определению

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра
Рис. 12.4. Схема цепной реакции деления в среде с замедлителем.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра
Рис. 12.5. Схема гетерогенного теплового реактора.

В реакторе поддерживается управляемая цепная реакция деления, в результате которой происходит выделение тепла. Основной характеристикой реактора является его мощность − количество тепловой энергии, выделяющейся в единицу времени. Мощность в 1 МВт (мегаватт) соответствует цепной реакции, в которой происходит 3·10 16 актов деления в секунду. Имеется большое количество разных типов реакторов. Одна из типичных схем теплового реактора изображена на рисунке 12.5.
При поглощении нейтронов изотопами урана 238 U и тория 232 Th образуются (через два последовательных β-распада) изотопы плутония 239Pu и урана 233 U, являющиеся ядерным горючим:

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра
Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Эти две реакции открывают возможность воспроизводства ядерного горючего в процессе цепной реакции.

Задачи

12.2. Почему большинство атомных ядер устойчиво по отношению к спонтанному делению?

12.3. Ядро массы M делится на два осколка с массами M1 и M2. Какая энергия высвобождается при делении? Равна ли сумма M1 + M2 массе начального ядра M? Объясните ответ.

12.4. Пользуясь таблицей масс атомных ядер рассчитайте энергию симметричного деления
1) 242 12Am, 2) 232 Th, 3) 238 U. Сравнить полученный результат с расчетами на основе формулы Вайцзеккера.

12.5. При делении урана образуются осколки Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядраи Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра. Рассчитайте энергию электростатического отталкивания осколков EКулон. Сравните полученный результат с суммарной кинетической энергией осколков равной ≈ 170 МэВ.
Ответ: EКулон = 230 МэВ

12.6. Рассчитайте энергию, выделяющуюся при делении ядра 235 U, захватившего тепловой нейтрон с образованием осколков: 1) 95 Sr + 141 Xe, 2) 94 Sr + 140 Xe + 2n, 3) 95 Sr + 139 Xe + 2n.
Ответ: 1) Q = 192.4 МэВ, 2) Q = 184.4 МэВ, 3) Q = 183.7 МэВ

12.7. Одна из возможных реакций деления 12n + 235 U →12 120 Cd + 110 Ru + 6n. Рассчитайте энергию Q, выделяющуюся при делении.
Ответ: Q = 164.5 МэВ

12.8. Почему изотоп урана 235 U может делиться под действием тепловых нейтронов, а изотоп 238 U только под действием быстрых нейтронов? Рассчитать минимальную кинетическую энергию нейтрона, необходимую для деления 238 U. Высоты барьеров деления для 236 U и 239 U равны 6.2 и 6.6 МэВ соответственно.

12.9. Почему при делении испускаются запаздывающие нейтроны? Могут ли быть испущены запаздывающие протоны?

12.10. Почему распады ядер 235 U и 238 U происходят с образованием отношения масс легкого и тяжелого осколков 2:3?

12.11. Какое число делений N происходит в ядерном реакторе мощностью 500 МВт, если в среднем в одном акте деления выделяется энергия 200 МэВ?
Ответ: N = 1.6·10 19 с –1

12.13. Сколько нейтронов Nn покидает пределы активной зоны реактора мощностью 100 МВт, если потеря нейтронов за счет поглощения без деления составляет 50%?
Ответ: Nn = 8·10 17 с –1

12.14. Какая энергия выделяется при делении 1 кг 235 U?
Ответ: E = 8.2·10 7 МДж

12.15. Какова мощность W атомной электростанции, расходующей 1 кг 235 U в сутки, если КПД электростанции составляет 16%?
Ответ: W = 152 МВт

12.16. Оценить время ядерного взрыва.

12.17. Возможна ли цепная реакция деления на естественной смеси изотопов U под действием 1) быстрых нейтронов, 2) тепловых нейтронов?

12.18. Какую роль играют реакции радиационного захвата нейтронов (n,γ) в цепной реакции деления?

12.19. Коэффициент размножения нейтронов k = 1.1. Рассчитайте, какое число поколений необходимо, чтобы выделение энергии увеличилось в 10 раз? Какое время необходимо, чтобы выделение энергии увеличилось в 100 раз, если время жизни одного поколения 0.9 мс?
Ответ: n = 25, t = 44 мс

12.20. В ядерном реакторе, имеющем коэффициент размножения k = 1.005 время жизни одного поколения нейтронов 0.1 с. Определите период реактора (время, за которое его мощность увеличится в e раз)
Ответ: t = 20 с

12.21. В ядерном реакторе, имеющем коэффициент размножения k = 1.005 время жизни одного поколения нейтронов 0.08 с. На сколько увеличится произведенная энергия за 5 с? На сколько нужно уменьшить поток нейтронов в реакторе, чтобы коэффициент размножения стал 1.0005?
Ответ: ΔN/N = 37%

12.22. В активной зоне реактора в реакциях захвата нейтронов ядрами урана образуются трансурановые элементы. Какие изотопы трансуранов будут основными источниками остаточной радиоактивности через 1000 лет хранения радиоактивных отходов?

Источник

Жизнедеятельность клетки. Деление и рост клетки

Урок 2. Биология. Сложные вопросы. Ботаника

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Конспект урока «Жизнедеятельность клетки. Деление и рост клетки»

Вы уже знаете, что всё пространство клетки заполнено бесцветным вязким веществом – цитоплазмой. Она находится в постоянном движении. Движение цитоплазмы способствует перемещению в клетках питательных веществ и воздуха. Чем активнее жизнедеятельность клетки, тем больше скорость движения цитоплазмы. Если клетку сильно нагреть или заморозить, то цитоплазма разрушается, и клетка погибает.

Цитоплазма одной живой клетки обычно не изолирована от цитоплазмы других живых клеток, расположенных рядом. Нити цитоплазмы (плазмодесмы) соединяют соседние клетки, проходя через клеточные стенки.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Растения имеют клеточное строение, так как их органы состоят из клеток. А каждая клетка – это микроскопически малая составная часть растения.

Каждая живая клетка дышит, питается, выделяет ненужные ей вещества, реагирует на воздействие внешней среды, в течение определённого времени растёт и размножается.

Клетки в процессе жизни потребляют различные вещества – воду, кислород, углекислый газ, органические и неорганические соединения. Они поступают в клетку в виде растворов и необходимы клетке для питания, дыхания и роста. А само растение получает необходимые вещества из воздуха и почвы.

Поступление веществ в клетку и их переработка называется питанием. В клетке из поступивших простых неорганических веществ образуются сложные вещества (белки, жиры и углеводы). Эти вещества идут на образование ядра, цитоплазмы и других частей клетки.

Фотосинтез – это сложный процесс, который происходит только в хлоропластах клеток растений только на свету. Более подробно мы рассмотрим этапы фотосинтеза при изучении отдельной темы. А сейчас запишем уравнение фотосинтеза – это процесс образования из двух неорганических веществ (углекислого газа и воды) органического вещества глюкозы. В результате фотосинтеза происходит выделение в окружающую среду кислорода. Фотосинтез происходит только на свету.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Часть образованных питательных веществ идёт на построение клетки, а другая часть расходуется на получение энергии.

Дыхание происходит в живых клетках в течение всей их жизни. Растения – аэробные организмы (аэробы) – они используют для клеточного дыхания кислород.

Внутри клетки кислород вступает в реакции с органическими веществами. При этом происходят химические реакции, в результате которых сложные органические вещества превращаются в неорганические (воду и углекислый газ) и выделяется энергия. Такой процесс называется дыханием. Высвобождаемая энергия запасается в молекулах АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) – сложного химического соединения. Энергия нужна для обеспечения процессов жизнедеятельности – движения цитоплазмы, превращения одних веществ в другие.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Заполним таблицу, в которой сравним процессы клеточного дыхания и фотосинтеза, используя следующие показатели: время суток, в которое происходит процесс; вещества, служащие исходным материалом; образующиеся вещества; тип используемой энергии. Клеточное дыхание происходит всегда, фотосинтез – только днём. Для клеточного дыхания необходимы органические вещества и кислород, для фотосинтеза – углекислый газ и вода. В результате дыхания образуются углекислый газ и вода, а в результате фотосинтеза – глюкоза и кислород. Для дыхания используется энергия химических связей, а при фотосинтезе – световая энергия.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

В течение жизни в клетке образуются ненужные вещества (избыток воды и солей, конечные продукты обмена). Все они выделяются в окружающую среду. Процесс освобождения организма от данных веществ называется выделением или экскрецией.

Одно из главных свойств живых систем – постоянный обмен веществ и энергии с окружающей средой. В клетках непрерывно идут процессы синтеза (пластический обмен, ассимиляция), то есть из простых неорганических соединений (углекислого газа, воды, минеральных солей) образуются сложные органические вещества (белки, жиры и углеводы). Все процессы синтеза идут с затратами энергии.

Примерно с такой же скоростью идёт энергетический обмен (диссимиляция). Это процесс расщепления сложных органических веществ до более простых соединений, сопровождающийся выделением энергии. Конечные продукты энергетического обмена: углекислый газ, вода и аммиак.

Совокупность реакций пластического и энергетического обмена, лежащих в основе жизнедеятельности и обуславливающих связь организма с окружающей средой, называется обменом веществ (или метаболизмом).

Заполним схему взаимосвязи обмена веществ и превращения энергии в организме. В ходе энергетического обмена сложные органические вещества расщепляются до конечных продуктов обмена и высвобождается энергия.

В результате пластического обмена происходит образование сложных органических веществ. При этом происходит поглощение энергии, которая образована в результате реакций энергетического обмена. Часть энергии расходуется на процессы жизнедеятельности.

Получается, что пластический и энергетический обмены неразрывно связаны. Они являются противоположными сторонами единого процесса обмена веществ.

Вещества, которые образуются в ходе энергетического обмена, могут использоваться в пластическом обмене для образования сложных органических соединений. И наоборот.

В молодых клетках преобладает процесс пластического обмена, в результате чего обеспечивается накопление веществ, рост и развитие. В старых клетках преобладает процесс энергетического обмена.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Жизнь клетки с момента её образования в процессе деления материнской клетки до собственного деления (включая это деление) или гибели называется клеточным циклом. В течении этого цикла каждая клетка растёт и развивается таким образом, чтобы успешно выполнять свои функции в организме. В процессе жизни клетки растут и увеличиваются в размерах. Молодые растительные клетки содержат много мелких вакуолей, которые растут и в результате сливаются, заполняя практически весь объем клетки.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

У разных видов живых организмов клеточный цикл, во время которого клетка выполняет свои функции, занимает разное время: например, у бактерий он длится около 20 минут, у инфузории-туфельки – от 10 до 20 часов. Клетки многоклеточных организмов на ранних стадиях развития делятся часто, а затем клеточные циклы удлиняются.

Жизнь клетки включает два периода: деление, в результате которого образуются две дочерние клетки, – митоз; период между двумя делениями, который носит название интерфазы. Рассмотрим поближе данные периоды.

Интерфаза – промежуток клеточного цикла между двумя делениями. Вспомним, что в ядре находятся тельца цилиндрической формы – хромосомы. Они передают наследственные признаки от клетки к клетке. В течение всей интерфазы хромосомы деспирализованы (раскручены), они находятся в ядре клетки в виде нитей. В этот период клетка растёт и выполняет свои функции. Происходит обмен веществ, синтез белков и АТФ. Происходит удвоение числа хромосом, соответственно и генетического материала в клетке. При этом образуются два набора хромосом, несущие одинаковую информацию о жизненных процессах.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Размножение клеток – это увеличение их количества. Новые клетки возникают в результате деления уже существующих клеток. Размножение является одним из обязательных свойств живого.

Для эукариотических клеток характерен митоз, в результате которого из одной материнской клетки образуются две дочерние с таким же набором хромосом. Сейчас мы с вами рассмотрим последовательные фазы митоза. Их четыре: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

В метафазе завершается формирования веретена деления. Хромосомы располагаются упорядоченно в экваториальной плоскости клетки. Образуется метафазная пластинка. В эту фазу можно легко посчитать количество хромосом в клетке и изучить их строение.

В анафазе нити веретена деления укорачиваются, в результате чего хроматиды каждой хромосомы отделяются друг от друга и расходятся к противоположным полюсам клетки.

В телофазе хромосомы оказываются у полюсов клетки и деспирализуются (раскручиваются). Вокруг ядерного материала каждого полюса формируются ядерные оболочки. В двух образовавшихся ядрах образуются ядрышки. Нити веретена деления разрушаются.

На этом деление ядра заканчивается, и начинается деление клетки надвое. В экваториальной плоскости клеток растений из содержимого пузырьков комплекса Гольджи образуется срединная пластинка, которая разделяет две дочерние клетки, являющиеся копиями друг друга и исходной материнской клетки. С момента разделения дочерних клеток каждая из них вступает в интерфазу нового клеточного цикла.

Биологическое значение митоза заключается в том, что он обеспечивает передачу наследственных признаков и свойств от клетки к клетке, что необходимо для нормального развития многоклеточного организма. Митоз обуславливает важнейшие процессы жизнедеятельности – рост, развитие, восстановление повреждённых частей растения. Митотическое деление лежит в основе бесполого размножения многих живых организмов.

Клеточная гибель бывает двух видов: некроз и апоптоз. Рассмотрим, в чём же их отличия.

Что образуется в результате деления ядра. Смотреть фото Что образуется в результате деления ядра. Смотреть картинку Что образуется в результате деления ядра. Картинка про Что образуется в результате деления ядра. Фото Что образуется в результате деления ядра

Некроз – отмирание клеток, которое вызвано действием повреждающих факторов (низкие или высокие температуры, химические вещества, ионизирующие излучения). В повреждённых клетках нарушается проницаемость мембран, прекращается образование белков и другие процессы обмена веществ, происходит разрушение ядра, органоидов и, наконец, всей клетки.

Апоптоз – запрограммированная гибель клеток, которая регулируется организмом. От своего образования в результате деления до апоптоза клетки проходят определённое количество клеточных циклов.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *