Пов’язані реакції синтезу та поділу енергії - Physique Chimie Caen

physique

Стажування: "Розвиток навичок з 5-го до Терміналу" Сесія 2014-2015

Документи, виготовлені під час стажування, 06 і 07 листопада 2014 р. У Флерсі
Адаптовано Крістіан АЙМА і Ванесса ЄКЕЛЬ згідно з документом від Стефані ШАЛОПІН

Тема: Диференціюйте свою діяльність

Реакції синтезу та поділу та пов'язана енергія

> Вища школа
Рівень 1час Реакції синтезу та поділу та пов'язана енергія
Підтримка Папір та веб-сайт (для рівня 3)
Словниковий запас Плавлення, ділення, виділена енергія
Експериментальні прийоми будь-який
Сценарій сесії
Вкажіть взаємодії
(Коли? З ким ?
Або? Поза вчителя ...)		 2-годинний сеанс на півгрупі після радіоактивності.
Презентація паперової підтримки: питання та документація.
Вибір рівня учнями в парах.
Письмова робота за допомогою вчителя (випадкова допомога, організація відповідей)
Повернення студента
Підтримка (зухвалість, диктофон ...)		 Розмістіть рекламу (плакат, аудіо, відео), щоб прославити достоїнства ITER.
Критерії оцінки/успіху для компетентності "спілкуватися" Ясність аргументів,
використання словникового запасу

Цілі:

  • Вивчення реакцій ядерного синтезу та поділу.
  • Використання законів збереження для написання рівняння ядерної реакції.
  • Використовуйте відношення
  • Збирати та використовувати інформацію про ядерні реакції.

Підсумкове завдання:

Розмістіть рекламу (плакат, аудіо, відео), що рекламує переваги ITER

Документи:

Док.1

"Відома формула Ейнштейна, E = mc 2, виражає еквівалентність між масою та енергією".

Використовуючи дуже точні методики, можна виміряти масу ядра, ізольованого протона або ізольованого нейтрона. Маса ядра менше суми мас кожного з його нуклонів. Що сталося з відсутньою масою ? Фактично, ця маса не зникає, а перетворюється на енергію.

Відома формула Ейнштейна, E = mc 2, дозволяє нам обчислити це. Дійсно, ця формула пов'язує з тілом масою m, енергією E, яка дорівнює його масі, помноженій на константу c 2. Останній - це квадрат швидкості c світла у вакуумі, який дорівнює 3,00 x10 8 м/с.

Док.2

Док.3 Деякі атомні маси (в одиниці атомної маси u)

Ядро або частинка Нейтрон Дейтерій Тритій Гелій Уран Ядро (утворене діленням урану) Ксенон
символ
Маса в u 1,00866 2.01355 3,01550 4.00150 234,9942 93,8945 138,8892

Одиниця атомної маси (символ u) - це стандартна одиниця виміру, яка використовується для вимірювання маси атомів і молекул
Згадаймо:;

Використовуючи документи, дайте відповіді на запитання:

До ядерного синтезу
1

  • Використовуючи схематичні зображення протона (червоний) та нейтрона (синій), діаграмуйте злиття ядер дейтерію та тритію.
  • Що зберігається під час цього ядерного перетворення ?

2

  • Обчисліть масу в атомних одиницях маси «продуктів» плавлення.
  • Обчисліть масу в атомних одиницях маси «реагентів» синтезу.

3 Обчисліть втрату маси Δm в атомних одиницях (u), потім в кілограмах (кг) під час синтезу.
4 Як трансформується речовина, яка зникла під час плавлення? ?
5 Наведіть співвідношення, що дозволяє розрахувати виділену енергію, що виділяється під час синтезу, вказавши одиниці вимірювання кожної величини.
6 Обчисліть енергію, що виділяється синтезом ядер дейтерію та тритію в джоулях (J), а потім у мегаелектронвольтах (МеВ).

Б ділення ядер
Ми можемо представити ділення урану 235 за рівнянням:

7 За допомогою законів збереження, виділених у питанні 1.b., визначте друге утворене ядро
8
9 За еквівалентністю маса-енергія визначте енергію, що виділяється під час поділу в джоулів (Дж), потім в мегаелектронвольтах (МеВ).

10 Яка ядерна реакція виділяє найбільше енергії із поділу урану 235 чи злиття ядер тритію та дейтерію? Для виправдання. (лінія думок: порівняйте порівнянні значення: енергія, що виділяється на нуклон)
Дослідіть та дайте відповіді на такі запитання:

Чи буде ядерний синтез коли-небудь придатним для використання? ? Pour la Science, № 392, червень 2010 р

Енергії за бажанням ! Pour la Science, № 69, жовтень-грудень 2010 р

11 Наведіть два аргументи, що пояснюють, що шукається альтернатива реакції поділу урану 235 для виробництва електроенергії на атомних електростанціях.
12 Надайте принаймні одну перевагу та один недолік використання ядерного синтезу.
Щоб дізнатись про поточні атомні електростанції, перегляньте анімацію "виготовлення палива" та "реактор під тиском" на сайті http://www.cea.fr/jeunes/mediatheque/animations_flash/la_radioactivite

Рівень 1

До ядерного синтезу
1

Б ділення ядер
Ми можемо представити ділення урану 235 за рівнянням:

8 За допомогою законів збереження, виділених у питанні 1.b., визначте друге утворене ядро
9
10 За еквівалентністю маса-енергія визначте енергію, що виділяється під час поділу в джоулях (J), а потім у мегаелектронвольтах (МеВ).
11 Покажіть, що кількість нуклонів, що беруть участь у реакції, дорівнює 236.
12 Обчисліть енергію, що виділяється на нуклон, який бере участь у реакції.

C Висновок
Порівнюючи енергії, що виділяються на нуклон, у двох попередніх випадках, яка ядерна реакція виділяє найбільше енергії ?

2 рівень

До ядерного синтезу
1

  • Напишіть реакцію синтезу ядер дейтерію та тритію.
  • Поясніть закони збереження.
    2 Втрата маси
    • Обчисліть масу в атомних одиницях маси «продуктів» плавлення.
    • Обчисліть масу в атомних одиницях маси «реагентів» синтезу.
    • Обчисліть втрату маси Δm в атомних одиницях (u), потім в кілограмах (кг) під час синтезу.
      3 Як трансформується речовина, яка зникла під час плавлення ?
      4 Наведіть співвідношення, що дозволяє обчислити виділену енергію, що виділяється під час синтезу, вказавши одиниці вимірювання кожної величини.
      5 Обчисліть енергію, що виділяється синтезом ядер дейтерію та тритію в джоулях (J), а потім у мегаелектронвольтах (МеВ).

Б ділення ядер
6 Визначте енергію, що виділяється під час поділу в джоулях (J), а потім у мегаелектронвольтах (МеВ).
7 Яка ядерна реакція виділяє найбільше енергії із поділу урану 235 чи злиття ядер тритію та дейтерію? Для виправдання. (лінія думок: порівняйте порівнянні значення: енергія, що виділяється на нуклон)

3 рівень

Чому проект ІТЕР ?

З розщеплення урану 235 чи злиття ядер тритію та дейтерію, яке рішення, на вашу думку, є найцікавішим як з точки зору енергетики, так і навколишнього середовища? Для виправдання. (лінія думок: порівняйте порівнянні значення: енергія, що виділяється на нуклон)