Использование достижений современной ядерной физики
жүктеу/скачать 31,17 Kb.
|
Статья Масгутовой Женисгуль Турсуновны
|
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДОСТИЖЕНИЙ СОВРЕМЕННОЙ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ Масгутова Женисгул Турсуновна преподаватель специальных дисциплин, Высший колледж Торайгыров университет, г.Павлодар Ядерная физика молодая наука, но темпы ее развития высоки, что на сегодняшний день достижения физиков-ядерщиков поражают своей масштабностью. Благодаря ядерной физике промышленность вооружилась атомными электростанциями и реакторами, для опреснения воды и получения трансурановых элементов. Кроме того, были изобретены источники В-излучения для дефектоскопии, активационный анализ для экспресс определения примесей в сплавах, угле и тому подобное. Огромное значение имеют изотопные источники тока и тепла. Применяют их для энергоснабжения труднодоступных районов и автоматических станций (например, метеорологических или спутников Земли). Источники В-излучения применяются для автоматизации различных операций (например, измерение плотности среды, толщины угольного пласта и т.д.). В сельском хозяйстве свои установки применение для облучения овощей и фруктов с целью уберечь их от плесени и гниения. Кроме того, разработаны способы выведения новых сортов растений, путем генетических транс- мутаций. Неоценима помощь ядерной физики в геологии, медицине, биологии и многих других областях знаний благодаря тому, что с ее помощью можно получать невероятно быстрые и точные результаты. Заметим, что запасы всех тех источников энергии, которые нами используются: газ, нефть, уголь – подходят к своему завершению. Поэтому альтернативы использования атомных электростанций в обозримом будущем не видно. Сравнивать атомные электростанции и тепловые электростанции, в общем-то, бессмысленно: на смену ТЭС (тепловым электростанциям) придут АЭС. Эта ситуация совершенно точно определена. На сегодняшний день многие страны обеспечивают себя на 90–100 % атомной энергией. На первом месте стоят такие страны, как Франция, Англия, Бельгия, Япония. Что касается нашей страны, то мы входим в первую десятку по использованию атомной энергии. Хотелось отметить, что атомная энергетика не ограничивается только атомными электростанциями или силовыми установками на атомоходах. Ядерное топливо используется и при запуске космических кораблей. Существует проект запуска спутников, в работе которых будет использоваться энергия ядерного топлива. Проще говоря, атомная энергетика является сегодня одной из важных статей экономического развития страны. [1]. Объёмы производства атомной электроэнергии по странам. Эксплуатируются АЭС, строятся новые энергоблоки. Эксплуатируются АЭС, планируется строительство новых энергоблоков. Нет АЭС, станции строятся. Нет АЭС, планируется строительство новых энергоблоков. Эксплуатируются АЭС, строительство новых энергоблоков пока не планируется. Эксплуатируются АЭС, рассматривается сокращение их количества. Гражданская ядерная энергетика запрещена законом. Нет АЭС. На 2014 год суммарно АЭС мира выработали 2,410 тВт⋅ч энергии, что составило 10,8 % всемирной генерации электричества. Мировыми лидерами в производстве ядерной электроэнергии на 2014 год являются: США (798 млрд кВт·ч/год), работает 104 атомных реактора (20 % от вырабатываемой электроэнергии) Франция (418 млрд кВт·ч/год), 58 реакторов. Россия (169 млрд кВт·ч/год), 34 реактора. Южная Корея (149 млрд кВт·ч/год), 23 реактора. Китай (123 млрд кВт·ч/год), 23 реактора. Канада (98 млрд кВт·ч/год), 19 реакторов. Германия (91 млрд кВт·ч/год), 9 реакторов. Украина (83 млрд кВт·ч/год), 15 реакторов. Швеция (62 млрд кВт·ч/год), 10 реакторов. Великобритания (58 млрд кВт·ч/год), 16 реакторов. Половина всемирной выработки электроэнергии на АЭС приходится на США и Францию. Основное применение радионуклидов и радиоактивного излучения в химии область анализа количественного и качественного состава вещества. Эта отрасль химического знания Математика и физика 104 получила название радио- аналитической химии. К открытию искусственной радиоактивности количество радионуклидов, которые были бы пригодны для применения в анализе, была очень ограниченной. Однако впоследствии были разработаны радио- аналитические методы, основанные на измерении радиоактивности, причем естественные радиоактивные элементы, которые использовались в качестве реагентов, взаимодействующих с другими, веществами. Гораздо чаще применяемы радионуклиды в анализе, только после налаживания производства необходимых искусственных радионуклидов в ядерных реакциях. Это и есть начало к развитию радио- аналитической химии. Радио- аналитической химия, возникшая на стыке аналитической химии и прикладной радиохимии, использует при количественном и качественном анализе веществ ядерные характеристики соответствующих нуклидов. Методы радио аналитической химии позволили определить вещества, обнаруживая и измеряя ядерное или характеристическое рентгеновское излучение. Причем это излучение может выпускать как сама исследуемое вещество, так и ее радиоактивный изотоп. Изотопы могут присутствовать в веществе, добавляя к ней или возникновение в результате активации. Кроме того, возможна ситуация, когда излучение возникает в результате различных процессов, происходящих с веществом (отражения, поглощения, рассеяния и т. д.). [2]. В радио- аналитическим методам относится также активационный анализ. Он базируется на изучении радионуклида, возникший в анализируемом образце непосредственно в результате ядерной реакции. С точки зрения проведения практического эксперимента этот метод значительно сложнее, чем индикаторный. Существуют также не активационные методы анализа. В их основе которого явления поглощения и рассеяния различных видов излучения (б-, в-, г-, нейтронного и др.) При прохождении их через рассматриваемое вещество. Иными говоря, не активационные методы используют процессы взаимодействия излучения с веществом. [3]. Ядерная физика в археологии. На первый взгляд, ядерная физика не может ничего общего иметь с наукой археологией, которая изучает историю человечества, опираясь на найденные материальные ценности (орудия труда, предметы искусства). Однако перед археологами постоянно стоит проблема как определить точный возраст находки? Ответить на данный вопрос можно, во-первых, опираясь на письменные источники, а во-вторых, с помощью радиоуглеродного метода хронологического маркировки ископаемых находок органического происхождения. Изобретатель данного метода Либби был удостоен Нобелевской премии по физике. Таким образом, измерив радиоактивность предмета и сравнивая её со стандартной величиной, можно определить время изготовления предмета. Аналогично определяется и дата смерти живого существа .Измерение радиоактивности останков базируется на том, что в течение жизни животное имеет постоянное число ядер И4С на 1 г углерода; травоядные животные получают И4С из растений, а плотоядные поедая травоядных. [4]. Еще одной проблемой в применении этого метода является то, что содержание радиоактивного и нерадиоактивного углерода в атмосфере колеблется в пределах нескольких процентов в зависимости от места и времени измерения. Например, после взрыва водородной бомбы возникает избыток радиоактивного углерода, а при сжигании больших количеств топлива (каменный уголь, нефть) в промышленных районах наблюдается резкое увеличение содержания нерадиоактивного углерода. Стандартным показателем радиоактивности в этом случае выступают годовые кольца многолетних деревьев. Дело в том, что радиоактивность годичного кольца отражает радиоактивность окружающей среды в том году, когда это кольцо образовалось, Таким образом, учитывая распад «Есть во времени, можно с высокой точностью установить возраст археологической находки. Ядерная физика в медицине. Способность атомных ядер выпускать в - кванты дало возможность использовать их в различных областях медицины, и прежде всего в диагностике, лечении и исследовании функций различных органов. Малые размеры ядер позволяют им беспрепятственно проникать в любые уголки организма, а непрерывное испускание излучения позволяет точно определить их местоположение. Рассмотрим ряд примеров, которые позволяют проводить диагностику органов человека. В большинстве случаев они основываются на способности организма накапливать в тканях определенные химические элементы. Так, например, костная ткань выделяет из организма и накапливает фосфор, кальций и стронций, щитовидная железа Йод, печень красители и т. д. При этом больной и здоровый органы характеризуются разной скоростью накопления веществ. Особенно ежедневное применение нашел в - радиоактивный изотоп йоду. Его используют при диагностике отклонений щитовидной железы. Здоровая щитовидная железа накапливает до 10% введенного йоду течение двух часов. Если же активность железы повышена (то есть за то же время она накапливает гораздо больше йоду) или снижена, то налицо нарушение нормального режима его функционирования, то есть болезнь. Количество накопленного железой йоду определяется в - счетчиками, которые улавливают в- излучения радиоактивного изотопа. для здорового органа существует оптимальная интенсивность излучения через определенное время. Сравнивая всё это значение с полученным экспериментально, можно сделать вывод о состоянии органа. [5]. Достижения в области физики атомного ядра открыли человечеству возможность использования энергии, освобождающейся в некоторых ядерных реакциях. Одна из таких реакций – цепная реакция деления ядер урана – сегодня широко используется в реакторах на атомных электростанциях. Я думаю, что использование ядерной энергии в народном хозяйстве неизбежно, т.к. вызвано истощением невоспроизводимых топливных ресурсов (нефть, газ, уголь), усложнением и удорожания их добычи и транспортировки. Ядерное горючее считается в настоящее время самым экономичным. Атомные станции обладают высокой степенью защиты. Но страшная трагедия на ЧАЭС, которая откликнется еще не на одном поколении наших людей, говорит о том, что особого внимания требует обеспечения высокой эксплуатационной надежности АЭС, их безаварийной работы. Ядерная энергия коварна, не терпит неграмотных действий по отношению к себе. На ближайшем этапе развития энергетики в ХХI в. ядерная энергетика с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах останется наиболее перспективной. В заключении своей информации ,хочу показать применение данной темы. При изучении курса физики: 9.4 Атомное ядро. Ядерные реакции, закон радиоактивного распада» Таблица 1 - Фрагменты краткосрочного планирования 9.4 Атомное ядро. Ядерные реакции, закон радиоактивного распада.
Актуализация знаний. Повторение пройденного материала с помощью решения кроссворда. Сравнение с модельным ответом. Метод “Кроссворд” Применяется как средство активизации познавательной деятельности учащихся. Позволяет определить уровень терминологической грамотности и эффективно использовать время на уроке. По истечению времени группы обмениваются кроссвордами для взаимопроверки [6]. Выход на тему урока «Эврика» Просмотр видео. (2 мин) Вопросы: Что вы наблюдали на видео? Как вы думаете подчиняется ли данный процесс каким-то правилам? Тема урока: «Ядерные реакции, закон радиоактивного распада» Определение цели урока, высказывают учащиеся [7]. ЛИТЕРАТУРА 1 Горелик С. С., Дашевcкий М. Я., Материаловедение полупроводников и диэлектриков, М., 2003г. 2 Кучерук И.М., Горбачук И.Т., Луцик П.П. Общий курс физики. Молекулярная физика и термодинамика. К, 1999. 532 с. 3 Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. К., 1993. 288 с. 4 Мильвидский М. Г., Материаловедение полупроводников и диэлектриков, М., 1988. 5 Пасынков В. В., Сорокин В. С, Материалы электронной техники, 2 изд., М., 1986 Интернет-ресурсы 6 Электронный ресурс https://cloud.mail.ru/public/2Ncz/2tiFTLRFR 7 Электронный ресурс https://www.youtube.com/watch?v=Y2f7OJ5tuZ0 8 Электронный ресурс https://obuchalka.org/20210514132399/materialovedenie-poluprovodnikov-i-dielektrikov-uchebnik-dlya-vuzov-gorelik-s-s-dashevskii-m-ya -2003.html жүктеу/скачать 31,17 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|