1 / 23

JADERNÁ ENERGIE

21. dubna 2013 VY_32_INOVACE_170314_Jaderna_energie_DUM. JADERNÁ ENERGIE. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová. Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.

skyla
Download Presentation

JADERNÁ ENERGIE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 21. dubna 2013VY_32_INOVACE_170314_Jaderna_energie_DUM JADERNÁ ENERGIE Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová. Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace. Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

  2. 1. Izotopy 2. Stabilita jádra 3. Radioaktivní rozpad 4. Štěpná jaderná reakce 5. Jaderná fúze

  3. Izotopy • Jádra stejného prvku mají stejný počet protonů, ale mohou mít rozdílný počet neutronů. Mají stejné protonové číslo Z, ale liší se nukleonovým číslem A. • Vodík má tři izotopy • - běžný vodík Obr.1 dále

  4. Izotopy Protium je tvořeno jedním protonem a jedním neutronem a je nejlehčím atomem ve vesmíru. Deuterium má jeden proton, jeden neutron a jeden elektron, tedy je těžší než protium. Protium a deuterium jsou stabilní izotopy vodíku. V průměru připadá na každý atom deuteria 6000 atomů protia. Obr.2 Tritium obsahuje jeden proton, dva neutrony a jeden elektron. Je radioaktivní. Při svém rozpadu produkuje elektrony a antineutrino, vzniká jádro 3He. Jedná se o βzářič. Nebezpečnost tritia je minimální. Jeho záření zastaví 6mm silná vrstva vzduchu. Určité nebezpečí hrozí při vdechování. Používá se jako zdroj trvalého stálého světla (mířidla zbraní a nouzové svítilny). dále

  5. Izotopy • Izotopy uhlíku • uhlík má tři izotopy dále

  6. Izotopy Uhlík 12 se vyskytuje v 98%, uhlík 13 v 1,1%. Reakci atomu dusíku s kosmickým záření vzniká uhlík 14, který se rozpadá za vzniku záření β. Poměr všech tří izotopů je v přírodě konstantní. Kyslík má tři stabilní izotopy se vyskytuje v 99,7% se vyskytuje v 0,03% se vyskytuje v 0,21% dále

  7. Izotopy Některé prvky mají pouze jeden izotop, např. F, Na, Al, P, Co, Au. Naopak největší počet izotopů (10) má cín (Sn). Tabulka izotopů na Wikipedii zpět na obsah další kapitola

  8. Stabilita jádra • Lehká stabilní jádra • mají nukleonové číslo menší než 20 • obsahují přibližně stejný počet protonů a neutronů(H, He, Ne, Ca) • Těžší jádra • mají větší počet neutronů než protonů • mohou být nestabilní • Nejtěžší stabilní izotop má 83Bi. Prvky s protonovým číslem větším než 83 jsou nestabilní. V přírodě existuje 270 stabilních izotopů a 70 nestabilních – radioaktivních izotopů. dále

  9. Stabilita jádra Zvlášť stabilní jádra mají počty protonů a neutronů: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Jsou to tzv. magická čísla. Atomy mají uzavřené protonové a neutronové slupky. Jsou to např.: Pokud jsou radioaktivní, tak mají dlouhý poločas rozpadu. zpět na obsah další kapitola

  10. Radioaktivní rozpad Kvantová mechanika dovede pro každý izotop spočítat časovou pravděpodobnost rozpadu. Radionuklidy se nemusí vždy rozpadat rovnou na stabilní jádro. Při rozpadu vyzařují částice α nebo β, jádra s nadbytkem energie emitují částice γ. Obr.3 • Rozpadová řada popisuje radioaktivní rozpad nestabilních jader těžkých prvků. Jsou známy tři přírodní a jedna umělá rozpadová řada. • Uranová rozpadová řada • začíná rozpadem 238U a končí stabilním izotopem 206Pb dále

  11. Radioaktivní rozpad • Aktinio – uranová rozpadová řada • začíná rozpadem 235U a končí u izotopu olova 207Pb Obr.4 dále

  12. Radioaktivní rozpad • Thoriová rozpadová řada • začíná 232Th a končí 208Pb Obr.5 dále

  13. Radioaktivní rozpad • Neptuniová rozpadová řada (umělá) • začíná 238Np a končí 205Tl Obr.6 dále

  14. Radioaktivní rozpad • Poločas rozpadu • doba, za kterou se rozpadne právě polovina jader • je pro daný izotop konstantní • může mít hodnotu od zlomku sekundy až po milion let Obr.7 Poločas přeměny na Wikipedii dále

  15. Radioaktivní rozpad Při radioaktivním rozpadu A se nukleové číslo snižuje o čtyři, při rozpadu B zůstává zachováno. Obr.8 zpět na obsah další kapitola

  16. Štěpná jaderná reakce • dochází k rozbití jádra nestabilního atomu vniknutím cizí částice (většinou neutronu) za uvolnění energie • probíhá např. u 235U • Princip štěpení • neutron pronikne do jádra a předá energii, jádro se rozkmitá a rozpadne se na dvě menší jádra • uvolní se 2-3 rychlé neutrony • k další štěpné reakci je nutné neutrony zpomalit (moderovat) pomocí srážek (voda) • je nutné též regulovat počet neutronů, aby nedošlo k neřízené prudké reakci, výbuchu (používá se kyselina boritá, která se přidává do chladiva) dále

  17. Štěpná jaderná reakce Obr.9 Poprvé bylo jaderné štěpení usku-tečněnov roce 1938 německými fyziky O. Hahnem a F. Strassmannem u 235U. Za tento objev jim byla udělena Nobelova cena v roce 1945. Historie štěpná reakce na Wikipedii zpět na obsah další kapitola

  18. Jaderná fúze Nejjednodušší fúzí je spojování jader vodíku na jádra deuteria. Reakce pokračuje dál Tyto reakce probíhají např. ve Slunci. dále

  19. Jaderná fúze Termonukleární fúze Při syntéze jader se uvolňuje velké množství energie. Proti slučování jader působí elektricky odpudivá interakce (obě jádra jsou kladně nabitá). Je třeba dosáhnou vysoké teploty (miliony K) a tlaku, pak mohou jádra na sebe narazit. Obr.10 zpět na obsah konec

  20. POUŽITÁ LITERATURA ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

  21. CITACE ZDROJŮ Obr. 1 DIRK HÜNNIGER. File:Protium deuterium tritium.jpg: WikimediaCommons [online]. 29 August 2006 [cit. 2013-04-21]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6c/Protium_deuterium_tritium.jpg Obr. 2 AUTOPILOT. Soubor:Tritium-watch.jpg Skočit na: Navigace, Hledání: WikimediaCommons [online]. 22 July 2007 [cit. 2013-04-21]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Tritium-watch.jpg Obr. 3 PAJS. Soubor:Uranovarada.svg: Wikimedia Commons [online]. 11 September 2007 [cit. 2013-04-21]. Dostupnépod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e6/Uranova_rada.svg Obr. 4 PAJS. Soubor:Aktiniovarada.svg: WikimediaCommons [online]. 11 September 2007 [cit. 2013-04-21]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c8/Aktiniova_rada.svg Obr. 5 PAJS. Soubor:Thoriovarada.svg: WikimediaCommons [online]. 7 July 2009 [cit. 2013-04-21]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/36/Thoriova_rada.svg Obr. 6 PAJS. Soubor:Neptuniovarada.svg: WikimediaCommons [online]. 28 September 2009 [cit. 2013-04-21]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Neptuniova_rada.svg

  22. CITACE ZDROJŮ Obr. 7 SBYRNES321. Soubor:Halflife-sim.gif: WikimediaCommons [online]. 28 January 2010 [cit. 2013-04-21]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3f/Halflife-sim.gif Obr. 8 BENRG. Soubor:Isotopes and half-life.svg: WikimediaCommons [online]. 26 September 2009 [cit. 2013-04-21]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/80/Isotopes_and_half-life.svg Obr. 9 KERNZERFALL.PNG. Soubor:Kernzerfall.svg: WikimediaCommons [online]. 6 February 2010 [cit. 2013-04-21]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/73/Kernzerfall.svg Obr. 10 WYKIS. Soubor:Deuterium-tritiumfusion.svg: WikimediaCommons [online]. 7 May 2007 [cit. 2013-04-21]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3b/Deuterium-tritium_fusion.svg Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.

  23. Děkuji za pozornost. Miroslava Víchová

More Related