Název projektu: Škola a sport Základní škola Emila Zátopka Zlín, příspěvková organizace, Štefánikova 2701, 761 25 Zlín EU PENÍZE ŠKOLÁM OP VK- 1. 4. Zlepšení podmínek pro vzdělávání na základních školách Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.1395 Název projektu: Škola a sport VY_32_INOVACE_354 Autor DUM: Irena Heimová Datum (období), kdy byl materiál vytvořen: květen 2013 Ročník, pro který je materiál vytvořen: 9. ročník Vzdělávací oblast, obor, tematický okruh, téma: Člověk a příroda, fyzika, jaderná energie Anotace-metodický list: Žáci se seznámí s vynucenými přeměnami atomových jader. Naučí se rozlišovat jaderné reakce na transmutace a štěpení. Pochopí možnost rozvinutí štěpné reakce v reakci řetězovou. Seznámí se s historickými reakcemi. Prezentace vytvořená v programu PowerPoint. Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá Autorskému zákonu.

Jaderné reakce

Jaderné reakce Jaderné přeměny, k nimž dochází při vzájemných srážkách jader s různými částicemi nebo jader navzájem Zapisujeme rovnicí Terč Střela Počet nukleonů zůstává stejný i po reakci Při jaderných reakcích se uvolňuje obrovská jaderná energie

Historicky důležité reakce Umělá transmutace – přeměna jednoho prvku na jiný Ernest Rutherford 1919 Objev neutronu J. Chadwick 1932

Historicky důležité reakce Umělá radioaktivita Frederic a Iréne Joliot-Curie 1934

Jaderné reakce Štěpné radioaktivní nuklid se štěpí účinkem neutronů tak, že vzniká větší množství neutronů, než kolik se jich na štěpení spotřebovalo. těžké jádro se rozpadá na 2 jádra lehčí, bohatá na energii a několik neutronů. Pokud je neutronů dostatečné množství a mají odpovídající energii, mohou způsobit štěpení dalších jader

Jaderné reakce Termonukleární Děj, při němž složením dvou lehčích jader vznikne jádro těžší Uvolňuje se obrovské množství energie

http://artemis.osu.cz/mmfyz/jm/anim/Synteza_helia.avi

Štěpení jader při řetězové jaderné reakci Řetězovou reakci objevili němečtí vědci 1939 První řetězová reakce, která se sama udržovala v chodu byla uskutečněna 2. 12. 1942 na dvoře chicagské univerzity skupinou Enrica Fermiho Probíhá ve štěpných materiálech (nuklid uranu 235) Přírodní uran je tvořen převážně Obsahuje pouze 0,7% uranu 235 Ten se musí z přírodního uranu získávat náročným technologickým postupem

Další štěpný materiál Plutonium 239 (z uranu 238) Uran 233 (z thoria) – vznikají v jaderných reaktorech z 1 kg uranu vznikne tolik tepla jako při spálení 1,5 milionů litrů benzínu

Řetězová jaderná reakce Aby proběhla řetězová reakce, musí mít štěpný materiál kritickou hmotnost Reakce: Neřízená – jaderné zbraně Řízená – jaderné reaktory

Štěpení uranu 235 Je nejdůležitější jaderná reakce vyvolaná pomalými neutrony

Štěpení uranu 235 Do jádra uranu 235 vnikne neutron, vznikne nestabilní uran 236 a ten se rozštěpí na dvě jádra přibližně poloviční velikosti Při tom vylétnou dva až tři nové neutrony, které mohou štěpit další jádra uranu

Štěpení se podle svého průběhu dělí: Vzniklé neutrony se zpomalí, mohou vyvolat štěpení dalších jader – řetězová reakce Štěpení se podle svého průběhu dělí: Podkritické – každý neutron je zachycen – přírodní rozpad Kritické – 1 neutron není zachycen – řízená řetězová reakce Nadkritické – 2 neutrony nejsou zachyceny Superkritické – neřízená řetězová reakce – nechají se reagovat všechny vzniklé neutrony, reakce končí výbuchem (uran 235, plutonium 239)

Budoucnost – jaderná syntéza Reakce, které probíhají na Slunci – slučování jader Uvolňuje se značná energie a nevzniká radioaktivní odpad Jaderné slučování vyžaduje, aby se jádra vodíku vzájemně srážela obrovskými rychlostmi při nesmírně vysokých teplotách (několik set miliónů stupňů Celsia) Takových teplot lze dosáhnout pouze při výbuchu jaderné bomby (vodíková bomba – jaderná bomba sloužila jako rozbuška)

Antičástice Ke každé částici existuje „dvojník“, částice s opačným znaménkem el. náboje Setká-li se částice s antičásticí, obě zanikají , uvolňuje se všechna energie a vzniká záření gama Hudba vzdálené budoucnosti

Albert Einstein vypočetl, že energie obsažená v tělese souvisí s jeho hmotností V jednom kilogramu jakékoliv látky je utajena obrovská energie 90 tisíc bilionů joulů neboli 25 miliard kilowatthodin. Jak tuto energii z látky uvolnit?

Zdroje: http://www.energyweb.cz/web/EE/images/03/31_03.gif http://artemis.osu.cz/mmfyz/jm/img/big/31.jpg http://web.vscht.cz/hrotkovr/jadro/ilus/reakce.bmp KOLÁŘOVÁ, Růžena. Fyzika pro 9. ročník základní školy. Praha: Prometheus, 2008, 236 s. ISBN 978-807-1961-932.