Radioaktyvumas (integruota)

Radioaktyvumas

Integruota fizikos - chemijos pamoka 10 klasei​

​Pamokos uždaviniai:

• Susipažinti su radioaktyvumo reiškiniu

• Susipažinti su branduolinėmis ir termobranduolinėmis reakcijomis​

• Susipažinti su Černobilio AE avarija ir jos padariniais

• Pakartoti Saulės radiacijos poveikį

• Prisiminti apsaugos nuo Saulės radiacijos priemones​

Fill in the Blanks

Fill in the Blanks

​Radioaktyvumas – spontaniškas nestabilių kurio nors cheminio elemento izotopų virsmas kito elemento izotopais, išspinduliuojant jonizuojančią spinduliuotę.

​

​Ką žinome apie radioaktyvumą?

​

Pirmasis aptiko urano radioaktyvumą.

Anri Bekerelis

(1852 m. – 1908 m.)​

Atrado du radioaktyvius cheminius elementus: polonį ir radį.​

​​Pjeras ir Marija Kiuri

(1859–1906 m.) ir (1867–1934 m.)

​

​Išskyrė α ir β radioaktyviosios spinduliuotės rūšis.

1908 m. gavo Nobelio chemijos premiją už cheminių elementų irimo tyrinėjimus ir už radioaktyvių medžiagų chemiją.​

​​Ernestas Rezerfordas

(1871 m. – 1937 m.)

​1903 m. A. Bekerelis, P. ir M. Kiuri kartu gavo fizikos Nobelio premiją už radioaktyvumo atradimą ir tyrimus.

Spontaniškai skildamas nestabilus atomo branduolys išspinduliuoja daleles ir/arba energiją. Radioaktyvūs atomai gali išspinduliuoti trijų rūšių jonizuojančius spindulius: alfa, beta ir gama.

Nestabilūs (t.y. radioaktyvūs) yra visų elementų, kurių eilės numeris didesnis už 82, branduoliai.​

​Radioaktyvusis skilimas

​Radioaktyvusis skilimas

• Alfa spinduliuotė α - tai ​helio branduoliai, ⁴₂He

• Beta spinduliuotė β - tai greitai skriejančių elektronų srautas, ​⁰_-1e

• Gama spinduliuotė γ​ - tai labai trumpos elektromagnetinės bangos, ⁰₀γ

​Termobranduolinės reakcijos

• ​Termobranduolinės reakcijos metu susijungia du lengvesnių atomų branduoliai, taip sudarydami naują, didesnės atominės masės elementą ir išskirdami didelį kiekį energijos.

• Termobranduolinės reakcijos vyksta žvaigždėse, pvz. Saulėje.​

Multiple Choice

Radioaktyvusis skilimas vyksta, kai ...

• nestabilūs izotopų branduoliai skyla

• atomai atiduoda elektronus kitiems atomams

• susijungia du lengvų atomų branduoliai

• priverstinai spinduliuojami Rentgeno spinduliai

Draw

Apibraukite, kuri dalelė yra alfa dalelė?

Multiple Choice

Beta dalelė - tai ...

• Helio branduoliai

• Greiti elektronai

• Elektromagnetinė banga

• Rentgeno spinduliai

Multiple Choice

Kas susidaro termobranduolinės reakcijos metu?

• Du lengvų atomų branduoliai

• Vienas didesnės atominės masės branduolys ir energija

• Tik energija

• Du didelių atomų branduoliai ir energija

Atominis reaktorius

Atominio reaktoriaus centre generuojasi karštis iš kuro (Urano). Siurbliai per šerdį nuolatos siunčia vėsinantį vandenį.

Šerdies karštis vandenį paverčia garais, o garai suka turbinas.

Reakcija spartinančios medžiagos (tai pat reakcija spartina reaktyvumas): uranas, garai, grafitas.

Reakcija mažinančios medžiagos: boras, vanduo, ksenonas.

​Uranas skildamas sudaro kelias naujas medžiagas. Viena iš jų ksenonas.

​Veikimas:

1. Branduolinio kuro strypai

2. Neutronų lėtiklis

3. Neutronų reflektorius

4. Reaktoriaus greičio reguliatorius.

Sandara:

1986m. Balandžio 26d. Černobilio atominėje elektrinėje, įvyko avarija, sprogo ketvirtasis reaktorius. Tą dieną vyko patikra, pirmas žingsnis katastrofos link buvo tas, jog apmokytus dieninės pamainos darbuotojus, pakeitė neapmokyti naktinės pamainos darbuotojai, kurie nieko nežinojo apie patikrą. Kaip sakiau uranas skildamas sukuria ksenoną, jis nuodija reaktorių, bet ir jį vėsina kartu su vandeniu ir boru. Dirbant dideliu pajėgumu ksenoną galima išdeginti, bet Černobilis 10 valandų dirbo mažu pajėgumu, ksenonas neišdegęs vis nuodijo šerdį, buvo pradedamas prarasti stabilumas. Reaktoriaus stiprumą po mažu reikėjo mažinti iki 700 MW, bet jis buvo nuleistas iki 30 MW. Ksenonas vis dar gaminosi, bet jo niekas neišdegino, taip jis kaupėsi ir dar labiau nuodijo šerdį. Tokioje būsenoje esant energija kelti reikia labai lėtai, per parą, bet viršininkas norėjo, jog tai būtų padaryta nedelsiant. Darbuotojai pradėjo ištraukinėti kontrolinius laidus. Ketvirtame reaktoriuje buvo 211 kontrolinių vamzdžių, darbuotojai pilnai ištraukė 205. Kontroliniai vamzdžiai yra kaip mašinos stabdžiai. Tuo metu reaktorių išlaikė tik vanduo ir ksenonas. Tada vandens siurbliai buvo išjungti, jie nebevarinėjo vandens. Reaktyvumas pakilo, vanduo, kuris buvo reaktoriuje staigiai virto garais. Reaktyvumas vis kilo ir kilo.

Kodėl sprogo Černobilio AE reaktorius?​

Garai didina reaktyvumą, karštį. Likes ksenonas suįra. Nebeliko kas atvėsintų reaktorių. Kiekviename atominio reaktoriaus kontroliniame kambariuke yra mygtukas skirtas išjungti reaktorių. SSRS reaktoriuose šis mygtukas buvo vadinamas AZ-5. Šio mygtuko paspaudimo metu, visiškai išjungti vamzdžiai sueidinėjantys į reaktorių. Šie vamzdžiai pagaminti iš boro kuris mažina reaktyvumą, bet jų galiukai ne. Galiukai yra pagaminti iš grafito, jis greitina reaktyvumą. Pirma dalis į šerdį įeinančių vamzdžių yra su grafito galiukais, o kai jie paliečia reakcija centre pradeda kilti labai greitai, kiekviena vandens molekulė staiga pavirsta garais, o tai plečia ir laužo kuro strypų kanalus, kontroliniai strypai nebegali daugiau judėti, grafito galiukai įstringa ir nuolatos spartina reakciją. Spaudimo šerdyje nebebuvo galima sustabdyti. Staiga sprogsta reaktoriaus dangtis ir į reaktorių įeina deguonis, jis susimaišo su vandeniliu ir labai įkaitusiu grafitu. Tada jau ir pats reaktorius sprogsta.

Kodėl sprogo Černobilio AE reaktorius?​

Open Ended

Kaip Černobilio AE avarija paveikė gamtą ir žmones?

​Pirmos dalies pabaiga

​Prisijunkite prie antros pamokos dalies: joinmyquiz.com​

​Kodas:

425 7​04

​