Ауыр ядролардың бөлінуі. Тізбекті реакция. Ядролық реактордың жұмыс істеу принципі. Атом электр станциялары

Ашық сабақтар

Сабақ тақырыбы: Ауыр ядролардың бөлінуі. Тізбекті реакция. Ядролық реактордың жұмыс істеу принципі. Атом электр станциялары

Сабақ мақсаты:

  1. Ауыр ядро және олардың бөлінуі, тізбекті реакция, ядролық реактор, оның жұмыс істеу принципі туралы түсінік беру.
  2. Оқушыларды өз бетімен ой қорытындыларын жасай білуге жетелеу.
  3. Жауапкершілікке, тиянақтылыққа, еңбекке баулу.

Сабақ түрі: аралас

Сабақтың әдісі: сөздік,  СТО (Ротация) элементтері, есеп шығарту, жеті модуль элементтері, АҚТ пайдалану

Сабақтың көрнекілігі:  семантикалық карта, ватман, маркерлер, слайд

Пән аралық байланыс: жаратылыстану пәндері

Сабақтың жоспары:

  • Ұйымдастыру (2 минут)
  • Үй тапсырмасын тексеру (5 минут)
  • Жаңа сабақ (15 минут)
  • Жаңа сабақты бекіту (20 минут)

    а ) Сөз тіркестері арқылы сөйлем құрастыру

    в) Деңгейлік тапсырмалар

  1. Үйге тапсырма (1минут)
  2. Бағалау (1 минут)
  3. Рефлексия (1минут)

 8.Қорытындылау

 

Сабақтың барысы:

1)Ұйымдастыру

Оқуышылардың түгелдігін тексеру, оқушыларды топтастырып, бағалау парақтарын үйлестіру

2)Үй тапсырмасын тексеру

Үй тапсырмасын тексеру сұрақтары: /деңгейлік тапсырмалар/
І деңгейлік тапсырма
1. Ядродағы нейтрондар санын қалай анықтаймыз?

  1. Изотоптар дегеніміз не??

    ІІ. деңгейлік тапсырма
    1.Радиоактивті сәулелерді атаңыз және белгіленуін көрсетіңіз?

2Ядроның байланыс энергиясы дегеніміз не?

3.Меншікті байланыс энергиясы дегеніміз не?
ІІІ. деңгейлік тапсырма
1. Масалар ақауы дегеніміз не, формуласы қандай?
2. Радоактивті ыдырау дегеніміз не? Радиоактивті ыдырау заңының формуласы?

3)Жаңа сабақ (15 минут)

Оқушыларға жаңа сабақтың мәтіні жазылған парақтарды үйлестіремін. Оқып шығуға 5минут уакыт беремін.

Содан кейін жаңа сабақты тұсіндіретін видеороликті тыңдатамын. (3минут)

Диалогтік әдіспен жаңа сабақты меңгертемін.

Ядроларды бөлу дегеніміз— ядроны нейтрондармен атқылау  арқылы ірі жарықшақтарға ажыратуды айтады.

Ядролық ыдырату— ядролардың өздігінен бөлінуі. Ол табиғи процесс.

Айырмашылықтары: табиғи процессс белгілі бір заңдылыққа бағынады, ал бөліну бұл заңдылықтарға бағынбайды. Ядро бөлінгенде нәтижесінде нейтрон босап шығады. Ядро ыдырағанда нәтижесінде нейтрон босап шықпайды.

1938ж неміс ғалымдары О.Ган мен Ф.Штрассман тәжірибе жүзінде уран ядросын нейтрондармен атқылап бөлінетіндігін дәлелдеді.

Ядролар ауыр және жеңіл болып бөлінеді. Ауыр ядроларға – уран, плутоний  т.б. , жеңіл ядроларға сутегі гелий т.б. жатады.

Бөліну барысында қозған ядро ірі жарықшақтармен қатар қосымша 2 немесе 3 нейтрон шығарады. Бұл нейтрондар ядролардың бөліну реакциясын жалғастырады. Нәтижесінде тізбекті реакция пайда болады.

Тізбекті реакция дегеніміз туынды нейтрондардың қатысуымен ядролардың бөлінуі жүзеге асатын процесс, яғни ядролардың тасқынды жарылуы.

 

 

Ауыр ядролардың тізбекті бөлінуі

 

 

 

 

Мысалы Уран ядросын нейтронмен атқылағанда екі ірі жарықшақ (басқа екі ядро) және 2 немесе 3 нейтрон пайда болады. Пайда болған нейтрондарды туынды нейтрон деп атайды. Олар әрі қарай уран ядросмен соқтығысып тағы да екі ірі жарықшаққа және нейтрондарға ыдырайды. Сөйтіп ядролардың бөлінуі жалғасатын реакция тізбекті реакция деп аталады. Тізбекті реакция арқылы атом энергиясын өндіруге болады.

Атом энергиясын өндірудің екі жолы бар:

  • Ауыр элементтердің ядроларын бөлу арқылы
  • Жеңіл элементтердің ядроларын біріктіру арқылы

Өйткені ауыр ядродағы энергия тек оны бөлгенде ғана босайды. Ал жеңіл ядролардағы энергия тек оларды бір ядроға біріктіргенде ғана босайды.

Осы реакциялар яғни ауыр ядроны бөлу немесе жеңіл ядроны біріктіру арнайы қондырғыларда жүзеге асады. Ондай қондырғыларды ядролық (атомдық) реактор немесе атомдық бомбалар деп атайды.

Ядролық ректорда ядролық реакциялар басқарылатын жолмен іске асырылады. Ал атомдық бомбаларда басқарылмайтын жолмен іске асырылады.

Ең бірінші қолдан басқарылатын реактор 1942 жылы 2 желтоқсанда АҚШтың Чикаго қаласында Фермидің басшылығымен іске қосылды. Екінші реактор 1945 жылы КСРОда Москва түбіндегі Серпухов қаласында И.В.Курчатовтың басшылығымен салынды.

Ядролық реактордың негізгі бөлігі — белсенді аумақ. Осы белсенді аумақ мынандай бөліктерден тұрады:

  • Жылу шығарғыш элемент (ЖШЭ)
  • Тежегіштер
  • Жылу тасығыш
  • Нейтрон қайтарғыш
  • Басқарушы немесе апаттық таяқшалар

 

Жылу шығарғыш элемент, ол ядролық отынмен толтырылған таяқшалардан тұрады.

Тежегіш, ол  яролық отын толтырылған таяқшаларды графитпен қоршап тұрады.

Жылу тасығыш , ЖШЭ айнала қоршап тұратын сұйықтар ағып өтетін түтіктер. Жылу тасығыштың қызметін су немесе сұйық металл, мысалы натрий атқарады.

Нейтрон қайтарғыш нейтрондардың сыртқы ортаға ұшып шығуын азайту үшін белсенді аумақты қоршайтын зат.

Басқарушы таяқшалар тізбекті реакцияны қопарылысқа жеткізбейтіндей, нейтрондарды жұтып алатын зат.

Сонымен ЖШЭ таяқшаларындағы ауыр элементтердің ядролары бөлінгенде пайда болатын бөлшектер үлкен кинетикалық энергияға ие болады. Ядродан босаған энергия электромагниттік энергияға айналады. Бұл бөлшектер белсенді аумақта тежегіштің әсерінен тежеліп, кинетикалық энергиясы мен сәулелік энергиясы жылу энергиясына айналады. Белсенді аумақтағы артық жылу мөлшері жылу тасымалдағыштарға беріліп, оларды буландырады. Жоғарғы қысымдағы бу электр энергиясын өндіретін бу турбиналары мен генераторға берілді. Осылайша реакторда бөлінген атом ядросының ішкі энергиясы туынды бөлшектердің кинетикалық және электромагниттік энергиясына , ал ол энергия жылу энергиясына, жылу энергиясы электр энергиясына айналады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Жаңа сабақты бекіту

    а ) Сөз тіркестері арқылы сөйлем құрастыру

  1. Уран ……..  бөлінгенде   …….   пайда болады (нейтрон, ядросы, протон)

Туынды    ……….. қатысуымен    …….   тасқынды  ……..  тізбекті ядролық реакция деп атайды. (нейтрондардың,  жарылуы, ядролардың )

 

  1. Тізбекті ……. арқылы ……….. энергиясын өндіруге болады. (Реакция, атом, электрон)

Атом  ……..  өндірудің екі жолы ауыр элементтердің …….. бөлу арқылы және  ……..   элементтердің ……… біріктіру арқылы жүзеге асады. (энергиясын, ядроларын, жеңіл)

 

  1. Ауыр ядроны …….. немесе жеңіл ядроны  ………   арнайы    …………   жүзеге асады. (біріктіру, бөлу ,  қондырғыларда)

Ондай  ……….  ядролық   ……….  реактор немесе атомдық  ……… деп атайды. (ядролық, бомбалар, қондырғыларды, тәжірибелерді)

 

  1. Ядролық ректорда ……….    реакциялар  ……….   жолмен іске асырылады. (басқарылатын, ядролық, нейтрондық)

Ал  ………..  бомбаларда ……….   жолмен іске асырылады. (басқарылмайтын, басқарылатын, атомдық)

 

  1. Ядролық реакторда бөлінген ……… ядросының ішкі энергиясы туынды ……… кинетикалық және ……….. энергиясына айналады. (протон, атом, бөлшектердің, электромагниттік, жылу)

Ал ол  ……….   жылу энергиясына,  …….. энергиясы  …………  энергиясына айналады. (электр, энергия,  жылу)

 

    в) Есептер. Резервтік тапсырма.

  1. Құрамы 79p + 118n болатын ядроны анықтаңдар?
  2. Мына ядролық реакцияларда энергия босай ма әлде жұтыла ма?
  6. Үйге тапсырма §59, 60 . Жаңа тақырыпты оқу. Атом электр станциялары
  7. Бағалау

8.Қорытындылау