Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Atom atom He - jądro wraz z chmurą elektronów Doświadczenie Rutherforda wykazało, że prawie cała masa jądra skupiona jest w bardzo małym obszarze w centrum.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Atom atom He - jądro wraz z chmurą elektronów Doświadczenie Rutherforda wykazało, że prawie cała masa jądra skupiona jest w bardzo małym obszarze w centrum."— Zapis prezentacji:

1 Atom atom He - jądro wraz z chmurą elektronów Doświadczenie Rutherforda wykazało, że prawie cała masa jądra skupiona jest w bardzo małym obszarze w centrum atomu, zwanym jądrem atomowym. Zgromadzony jest tam również ładunek dodatni, który zneutralizowany jest przez odpowiednią ilość elektronów. Elektrony te zlokalizowane są w obszarze dziesiątki tysięcy razy większym i określają rozmiary atomu.

2 Jądro atomowe Z – liczba protonów A – liczba protonów + neutronów N – liczba neutronów

3 Oddziaływania energia jonizacji atomu : rzędu 10 eV energia potrzebna do rozerwania jądra: rzędu 10 MeV elektron – proton : oddziaływanie kulombowskie (ogólnie elektromagnetyczne) wnętrze jądra : oddziaływania silne masy : oddziaływanie grawitacyjne niektóre z rozpadów jądrowych : oddziaływanie słabe

4 Energia, a materia energia wyzwalana przez 1 kg materii rodzajprocesczas świecenia żarówki 100 W wodaspadek z 50 m5s węgielspalanie8 h wzbogacony UO2rozsczepienie690 lat 235Ucałkowite rozszczepienie lat deutersynteza lat materia + antymateriaanihilacja lat

5 Ścieżka stabilności liczba protonów, Z liczba neutronów, N

6 Własności jądra promień: masa jądrowa: definiowana w odniesieniu do 12 C masa 12 C wynosi 12 u 1u = 1.661* kg liczba masowa A to zaokrąglona masa atomowa np. masa 197 Au=196,966573u energia reakcji (zastosowanie przy rozpadach): energia spoczynkowa równoważna jednostce masy atomowej 1u wynosi 931,5 MeV równoważność energii i masy:

7 Energia wiązania Masa M jądra jest mniejsza niż suma mas m tworzących je protonów i neutronów. Różnicę w przeliczeniu na energię nazywa się energią wiązania. energia wiązania: energia wiązania nukleonu:

8 Energia wiązania c.d. syntezarozszczepienie

9 Reakcja termojądrowa – synteza He Reakcja fuzji termojądrowej, jądra deuteru i trytu łączą się, powstaje jądro helu, neutron i wydzielana jest energia. Gwiazdy Bomba wodorowa Zimna fuzja – kontrolowana reakcja termojądrowa (w trakcie badań...)

10 Reakcja termojądrowa – bomba wodorowa 60 km

11 Reakcje termojądrowe w gwiazdach cykl protonowy – synteza He: p – proton 2 H – deuter e + - pozytron e – neutrino elektronowe – wysokoenergetyczny foton (kwant gamma) W trkacie cyklu emitowane jest 26.7 MeV energii dystans = m T =10 8 K niemożliwe bez tunelowania proces bardzo powolny

12 Reakcje termojądrowe w gwiazdach c.d. cykl C-N-O Zachodzi w gwiazdach cięższych od Słońca Wymaga C jako katalizatora

13 Reakcje termojądrowe w gwiazdach c.d. cykl 3 Najprawdopodobniej cały istniejący we wrzechświecie węgiel powstał w procesie 3 alfa.

14 Kontrolowana synteza termojadrowa Cykl protonowy trwa zbyt długo aby można go było zastosować. W warunkach ziemskich rozważa się: Q = MeV Q = MeV Q = MeV Budowa reaktora wymaga spelnienia trzech warunków: duża koncentracja cząsteczek (n) – żeby zderzenia zachodziły wystarczająco cząsto wysoka temperatura plazmy – żeby zderzające się cząsteczki miały wystarczającą energię aby pokonaźodpychające oddziaływanie kulombowskie długi czas utrzymania ( ) – plazma o odpowiedniej gęstości i temperaturze musi być utrzymana w tym stanie odpowiednio długo - t.zw. kryterium Lawsona

15 Reaktor termojądrowy - TOKAMAK Plazma jest uwięziona w toroidalnej komorze i utrzymywana za pomocą pola magnetycznego. Plazmę można ogrzewać, indukując w niej prąd bądź bombardując wiązką wysokoenergetycznych cząstek

16 Reaktor termojądrowy - ITER powrót do cyklu protonowego, ale przy zastosowaniu tak dużej energii żeby pokonać barrierę kulombowską dystans = m T =10 8 K międzynarodwoe konsorcjum koszt 15 mld EUR planowany zapłon : 2019 r. temperatura 1.5*10 8 K plazma podgrzewana mikrofalami, uwięziona w polu magnetycznym problem z kontrolą wysokoenergetycznych neutronów powstających podczas cyklu

17 Rozpad promieniotwórczy rozpady promieniotwórcze mają charakter statystyczny szybkość rozpadu jąder: całkowita szybkość rozpadu == aktywność [1 Bq = 1 rozpad na sekundę] T 1/2 – czas połowicznego zaniku - średni czas życia nuklidu

18 Rozpad Jądro, które ulega rozpadowi, przekształca się w inny nuklid, emitując jednocześnie cząstkę – jądro 4He. uran 238 U: Z - liczba atomowa A- liczba masowa Z Z - 2 A A - 4 Rozpad α jest powszechnym zjawiskiem w przyrodzie, odpowiada za niemal połowę promieniotwórczości naturalnej skorupy ziemskiej. tor 232 Th: rad 226 Ra:

19 Rozpad Jądro, które ulega rozpadowi, emituje elektron (rozpad - ) lub pozytron (rozpad + ). - : neutron proton + : proton neutron Z - liczba atomowa A - liczba masowa Z Z±1 A fosfor 32 P – rozpad miedź 64 Cu – rozpad +

20 Neutrino – Nobel 1995 Energi kinetyczna rejestrowanych w rozpadzie elektronów była za mała niż wynikałoby to z zasady zachowania energii. W 1930 W. Pauli zaproponował istnienie nowej cząstki – neutrina. NEUTRINO: prawie nie oddziaływuje z materią trudno ją zaobserwować średnia droga swobodna w wodzi jest rzędu kilku tysięcy lat świetlnych żródłem gwiazdy i wybuchające supernowe detektory budowane głęboko pod: Ziemią, lodem, wodą: BDUNT – 1.1 km pod powierzchnią Bajkału ANTAREAS – 2.5 km pod powierzchnią Morza Środziemnego ICE CUBE – km pod lodem Antarktyki SUPER KAMIOKANDE – 1 km pod Ziemia - Japonia

21 Super Kamiokande – Nobel x 40 m zbiornik wypełniony ciężką wodą ze ścianami wyłożonymi 6600 detektorami Słońce: 65 mld neutrin na sekundę 1-2 średnio zarejestrowane dziennie

22 Szereg uranowo-radowy

23 Szereg torowy

24 Szereg uranowo - aktynowy

25 Rozszczepienie jądra (naturalne) Promieniotwórczość – zdolność jąder do samoistnego rozpadu związanego z rozpadem, i emisją promieniowania gamma. Źródłem są niestabilne izotopy pierwiastkow jak np: 3 H – wytwarzanych w reakcjach termojądrowych 14 C – obecnyw wszystkich organizmach żywych 40 K – obecny w minerałach i kościach Rn (radon) – gleba materiały budowlane (T 1/2 = 3.8 dnia) 232 Th – długo żyjący izotom, obecny w glebie i minerałach U (uran) – występujący naturalnie, reaktory i bomby jądrowe 40 K: T 1/2 =1,25*10 9 lat rozpada się na trwały 40 Ar 14 C: T 1/2 = 5730 lat wytwarzany stale w górnych warstwach atmosfery 1 atom 14 C przypada na atomów trwałego 12 C prawo rozpadu: datowanie

26 Rozszczepienie jądra (wymuszone) Materiał rozszczepialny: w wyniku zderzeń z neutronami ulaga łatwemu rozszczepieniu z emisją dodatkowych, szybkich neutronów oraz wydzieloną energią. 235 U: występuje w przyrodzie naturalnie 239 Pu: syntetyczny, uzyskiwany z uranu 238 przez wychwyt n 241 Pu: syntetyczny, uzyskiwany z Plutonu 240 poprzez wychwyt n 233 U: syntetyczny, uzyskiwany z toru 232 poprzez wychwyt n

27 Reakcja łańcuchowa Po zainicjowaniu reakcja przebiega początkowo tylko w niewielkim obszarze. Jej produkty inicjują reakcję w kolejnym punkcie. W ten sposób reakcja rozwija się lawinowo.


Pobierz ppt "Atom atom He - jądro wraz z chmurą elektronów Doświadczenie Rutherforda wykazało, że prawie cała masa jądra skupiona jest w bardzo małym obszarze w centrum."

Podobne prezentacje


Reklamy Google