21.01. Фізика, 9 клас

Тема. Поділ важких ядер. Ланцюгова ядерна реакція поділу. Ядерний реактор. Атомні електростанції.

Опрацювати параграф 26. Законспектувати визначення.

Конспект уроку

Коротко про головне: У середині ХХ століття Отто Ган (німецький хімік) та Ліза Мейтнер (австрійський фізик і радіохімік) виявили, що ядра радіоактивного Урану розпадаються на інші, менші ядра після бомбардування їх нейтронами. 

Процес поділу важкого атомного ядра на два називають розщепленням ядра. Утворені ядра називають осколками. Нейтрони, що утворюються внаслідок одного розщеплення ядра на великій швидкості, можуть зустрітися з іншим ядром і почати ще одне розщеплення. Так починається ланцюгова ядерна реакція. 

Ядерний реактор – це пристрій для перетворення ядерної енергії на теплову та електричну. 

Усередині як паливо використовуються радіоактивні нукліди, зазвичай Уран-238 чи Плутоній-239. Їх утримують у спеціальних контейнерах – тепловидільних елементах, бо під час реакції більшість ядерної енергії переходить у теплову. 

Перетворення тепла на електричну енергію відбувається за допомогою двох замкнутих водяних контурів. Перший отримує тепло від тепловидільних елементів, а другий нагрівається від першого. Саме в другому контурі нагріта пара проходить через турбіну. Обертання цієї турбіни перетворюються генератором на електричну енергію. Вода з обох контурів не покидає систему, а отже, і не забруднює навколишнє середовище. 

Контролювати інтенсивність ядерних реакцій можна за допомогою спеціальних стержнів. Їх можна помістити ближче до тепловидільних елементів, де вони поглинатимуть багато нейтронів і уповільнюватимуть ланцюгову реакцію. 

Термоядерний синтез – це процес злиття більш легких ядер у важкі за високих температур із виділенням енергії. 

Таке злиття можливе не для всіх ядер, адже більшості з них потрібна енергія, щоб відбувся синтез. Але термоядерний синтез можливий, наприклад, для ізотопів Гідрогену – Дейтерію і Тритію. На Землі термоядерний синтез потребує більше енергії, ніж утворює в результаті реакції, але в зорях, таких як наше Сонце, цей синтез відбувається ефективніше. Адже процес полегшується завдяки  величезній силі тяжіння всередині зірок, що примушує ядра зближуватися, а отже, і реагувати. 

Додаткова інформація: (відео на англійській мові, тому вмикайте субтитри)

Про експерименти з термоядерного синтезу на Землі можете дізнатися за посиланням: https://www.youtube.com/watch?v=mZsaaturR6E&ab_channel=Kurzgesagt%E2%80%93InaNutshell

Про будову ядерного реактора з-середини можна дізнатися за посиланням: https://www.youtube.com/watch?v=MGj_aJz7cTs&ab_channel=BBCStudios 

Про життя однієї з відкривачів розщеплення ядра – Лізи Мейтнер − можна дізнатися за посиланням: https://www.youtube.com/watch?v=uZZFG58G_jE&ab_channel=inspirationX

Також на платформі Всеукраїнська школа онлайн (https://lms.e-school.net.ua) опрацювати урок 8, курсу Фізика 9 клас. Зробити скріншот "Прогресу" і прислати на Viber чи електронну адресу сьогодні до 15.00.год.

ДЗ. Опрацювати параграф 26. 

Завдання: На сьогодні в Україні працює 4 атомні електростанції (АЕС): Запорізька, Південноукраїнська, Рівненська та Хмельницька АЕС. Пропоную підготувати презентацію про їхнє розташування, потужність, особливості роботи та значення для регіону, у якому вони побудовані.