Ответы на вопросы к


НазваниеОтветы на вопросы к
страница1/6
Дата публикации15.03.2013
Размер0.57 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Химия > Документы
  1   2   3   4   5   6


ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ К zachety po RHBZ ФВО МГУ, 1 семестр.
СОСТАВЛЕНО СТУДЕНТАМИ ВЗВОДА 1131,

vesna, 2009 год.

УДАЧИ НА ЭКЗАМЕНЕ!!
Вопрос 1. Пути освобождения внутриядерной энергии, критическая масса.

Ядерными реакциями называются превращения ядер атомов, обусловленные их взаимодействием с элементарными частицами или друг с другом. Следствием взаимодействия бомбардирующих частиц (ядер) с ядром-мишенью может быть:

  • упругое рассеяние, при котором не происходит изменения состава и внутренней энергии взаимодействующих ядер; происходит лишь перераспределение кинетической энергии в соответствии с законом упругого удара;

  • неупругое рассеяние, при котором состав взаимодействующих ядер не меняется, но часть кинетической энергии бомбардирующего ядра расходуется на возбуждения ядра мишени;

  • собственно ядерные реакции, в результате которых меняются внутренние свойства и состав взаимодействующих ядер или происходит превращение элементарных частиц.


Вопрос об источниках и количестве заключенной в них энергии принципиально был решен еще в 1905 году, когда немецкий ученый А. Эйнштейн создал новую физическую теорию – теорию относительности.

Он показал, что источником энергии является любое тело.

Энергия тела пропорциональна его массе:

Е = mc2

Это уравнение утверждает, что материя и движение неразрывно связаны между собой, неотделимы друг от друга. Таким образом, масса тела является мерой его энергии.

Вопрос о выделении энергии, заключенной в ядре атома, тесно связан с рассмотрением вопроса о прочности ядра.

Природа ядерных сил еще недостаточно изучена, однако, некоторые свойства их установлены:

1 – ядерные силы являются силами притяжения, их величина во много раз превосходит силы кулоновского отталкивания между положительно заряженными протонами.

2 – ядерные силы являются короткодействующими силами, их действие проявляется на расстояниях порядка 1 Ферми (10-13 см). Уменьшение этого расстояния приводит к резкому отталкиванию протонов, а увеличение – резкому падению ядерных сил.

3 – ядерные силы обладают зарядовой независимостью или изотропической инвариантностью и имеют одинаковую величину длю любой пары нуклонов.

4 – каждый нуклон в ядре взаимодействует только со своими ближайшими соседями, иначе, ядерные силы обладают свойством насыщения.

Вывод: так как ядерные силы являются силами притяжения, то для расщепления ядра, необходимо совершить работу, направленную на преодоление действия этих сил. По величине затраченной работы оценивают энергию связи нуклонов ядра.
Критическая масса — в ядерной физике минимальное количество делящегося вещества, необходимое для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими.

Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.
^ Вопрос 2. Цепная реакция деления тяжелых ядер и синтеза легких ядер.

Цепная реакция деления

Атомные ядра некоторых изотопов химических элементов с большой атомной массой (например урана или плутония) при их облучении нейтронами определённой энергии теряют свою устойчивость и распадаются с выделением энергии на два меньших и приблизительно равных по массе осколка — происходит реакция деления атомного ядра. При этом наряду с осколками, обладающими большой кинетической энергией, выделяются ещё несколько нейтронов, которые способны вызвать аналогичный процесс в соседних таких же атомах. В свою очередь, нейтроны, образовавшиеся при их делении, могут привести к делению дополнительного количества атомов расщепляющего материала — реакция становится цепной, приобретает каскадный характер. В зависимости от внешних условий, количества и чистоты расщепляющегося материала её течение может происходить по-разному. Если вследствие вылета нейтронов из зоны деления или их поглощения атомными ядрами без последующего деления число расщеплённых ядер в последующей стадии цепной реакции меньше чем в предыдущей, то происходит её затухание. При равном числе расщеплённых ядер в обоих стадиях цепная реакция становится самоподдерживающейся, а в случае превышения количества расщеплённых ядер в каждой последующей стадии в реакцию вовлекаются всё новые атомы расщепляющегося вещества. Если такое превышение является многократным, то в ограниченном объёме за очень короткий промежуток времени образуется большое количество атомных ядер-осколков деления, электронов, нейтронов и квантов электромагнитного излучения с очень высокой кинетической энергией. Единственно возможной формой их существования является агрегатное состояние высокотемпературной плазмы, в сгусток которой превращается весь расщепляющийся материал и любое другое вещество в его окрестности. Этот сгусток не может быть сдержан в своём первоначальном объёме и стремится перейти в равновесное состояние путём расширения в окружающую среду и теплообмена с ней. Поскольку скорость упорядоченного движения составляющих сгусток частиц много выше скорости звука как в нём, так и в окружающей его среде (если это не вакуум), расширение не может иметь плавного характера и сопровождается образованием ударной волны — т. е. носит характер взрыва.

^ Термоядерный синтез

В отличие от атомных реакций деления, реакции термоядерного синтеза с выделением энергии возможны только среди элементов с небольшой атомной массой, не превышающих приблизительно атомную массу железа. Они не носят цепного характера и возможны только при высоких температурах, когда кинетической энергии сталкивающихся атомных ядер достаточно для преодоления кулоновского барьера отталкивания между ними, либо для заметной вероятности их слияния за счёт действия туннельного эффекта квантовой механики. Чтобы сделать возможным такой процесс, необходимо совершить работу для разгона исходных атомных ядер до высоких скоростей, но если они сольются в новое ядро, то выделившаяся при этом энергия будет больше, чем затраченная. Появление нового ядра в результате термоядерного синтеза как правило сопровождается образованием различного рода элементарных частиц и высокоэнергетичных квантов электромагнитного излучения. Наряду со вновь образовавшимся ядром все они имеют большую кинетическую энергию, т. е. в термоядерного синтеза происходит преобразование внутриядерной энергии сильного взаимодействия в тепловую. Как следствие, в итоге результат оказывается тот же, что и в случае цепной реакции деления — в ограниченном объёме образуется сгусток высокотемпературной плазмы, расширение которого в окружающей плотной среде имеет характер взрыва.
Вопрос 3. Принципиальное устройство ядерных и термоядерных боеприпасов.

Ядерные заряды бывают следующих видов:

  • деления

  • термоядерный («синтез», «деление-синтез», нейтронный заряд)

  • комбинированный (деление-синтез-деление)


Ядерный боеприпас – боеприпас, снаряженный ядерными зарядами.
Атомные заряды бывают пушечного и имплозивного типов:



Устройство термоядерного заряда:




  1. Классификация ядерных боеприпасов по мощности. Тротиловый эквивалент.

  • Сверхмалые - до 1 тыс. т.

  • Малые - от 1 тыс. т. до 10 тыс. т.

  • Средние - от 10 тыс. т до 100 тыс. т

  • Крупные - от 100 тыс. т. до 1 млн. т

  • Сврхкрупные - больше 1 млн. т.

  • Троти́ловый эквивалент — мера энерговыделения высокоэнергетических событий, выраженная в количестве тринитротолуола (ТНТ), выделяющем при взрыве равное количество энергии. В действительности удельная энергия взрывчатого разложения тринитротолуола варьируется в диапазоне 980—1100 калорий на грамм, поэтому условно считается, что:

  1. ^ Основы и средства применения ядерного оружия.

Ядерное оружие — это оружие массового поражениния взрывного действия, основано на использовании внтренней ядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер или синтеза легких элементов (D, T).

Ядерное оружие включает :

  • ядерный боеприпас — боеприпас, снаряженный ядерным зарядом ( боевая часть ракет, торпеда, авиационная бомба, снаряженные ядерным зарядом установки)

  • средство управления ядерным боеприпасом

  • доставка ядерного боеприпаса к цели (носитель)

Разновидности ядерного оружия:

  • атомное

  • термоядерное

  • комбинированный заряд

  • нейтронное

  • оружие направленное на передачу энергии

Основу заряда составляют : 235U, 238U, 239Pu

Ядерные боеприпасы ывают двух типов:

  • пушечный тип ( 2 куска подкритической массы соединяются в один кусок)

  • имплозивный тип ( обжатие подкритической массы → повышение плотости)

Схема устройства ядерного боеприпаса:


ЯЗ

1

2

3

4

5
1. Система предохранения и взведения.

2. Система аварийного одрыва

3. Система подрыва заряда, обеспечивает подрыв по команде

4. Источник питания

5. Система датчиков подрыва, формирует исполнительные команды
6. Характеристика видов ядерного взрыва. Внешняя картина ядерного взрыва.

Виды ядерных взрывов :

  1. Наземный (взрывы на поверхности земли и в воздухе, если светящаяся область касается земли)

  2. Воздушный (взрывы для которых средой является воздух, <10км над землей)

  3. Выстоный (взрывы для которых средой является воздух, >10км над землей)

  4. Подземный (среда взрыва — грунт)

  5. Надводный (контактный взрыв и взрыв в воздухе, при котором светящаяся область касается воды)

  6. Подводный (ниже поверхности воды)

  7. Космический (среда — космос)

Распределение энергии при взрыве:

  1. Рентгеновское излучение и газовый поток — до 85%

  2. Радиоактивное заражение — до 10%

  3. Проникающая радиация — до 5%


Вопрос 7



Ударная волна

Большая часть разрушений, причиняемых ядерным взрывом, вызывается действием ударной волны. Ударная волна представляет собой скачок уплотнения в среде, который движется со сверхзвуковой скоростью (более 350 м/с). При атмосферном взрыве скачок уплотнения — это небольшая зона, в которой происходит почти мгновенное увеличение температуры, давления и плотности воздуха. Непосредственно за фронтом ударной волны образуется вакуум, вследствие чего возникают сильные потоки воздуха со скоростью 20-100 м/с. Ударная волна разрушает здания, сооружения и поражает незащищенных людей.

Большинство зданий, кроме специально укрепленных, серьезно повреждаются или разрушаются под воздействием избыточного давления 2160-3600 кг/м² (0,22-0,36 атм).

По степени тяжести поражения людей от ударной волны делятся:

  • на легкие при ΔРф = 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см2), (вывихи, ушибы);

  • средние при ΔРф = 40-60 кПа (0,4-0,6 кгс/см2), (контузии, кровь из носа и ушей);

  • тяжелые при ΔРф ≥ 60 кПа (тяжелые контузии, повреждения слуха и внутренних органов, потеря сознания, переломы);

  • смертельные при ΔРф ≥ 100 кПа.

Энергия распределяется по всему пройденному расстоянию, из-за этого сила воздействия ударной волны уменьшается пропорционально кубу расстояния от эпицентра.

Защитой от ударной волны для человека являются убежища. На открытой местности действие ударной волны снижается различными углублениями, препятствиями, складками местности.
Вопрос 8



Световое излучение

Световое излучение представляет собой тепловое излучение, испускаемое нагретыми до высокой температуры (~107 К) продуктами ядерного взрыва. Вследствие большой плотности вещества поглощательная способность огненного шара оказывается близка к 1, поэтому спектр светового излучения ядерного взрыва достаточно близок к спектру абсолютно черного тела. В спектре преобладает ультрафиолетовое и рентгеновское излучения.

Особую опасность световое излучение представляет по той причине, что действует непосредственно во время взрыва и времени на укрытие в убежищах у людей нет.

Ожоги под действием светового излучения разделяют на:

  • 1 степени при Uсв

  • 2 степени при Uсв = 160-400 кДж/м2 (образование пузырей);

  • 3 степени при Uсв = 400-600 кДж/м2 (омертвление кожи и мышечных тканей);

  • 4 степени при Uсв ≥ 600 кДж/м2 (обугливание кожи, тканей, воз-можна как временная, так и полная потеря зрения и т.д.).

От светового излучения могут защитить любые непрозрачные объекты — стены домов, автомобильная и прочая техника, крутые склоны оврагов и холмов. Защитить может даже плотная одежда — но в этом случае возможно её возгорание.

В случае начала ядерной бомбардировки следует незамедлительно укрыться в любой тени от вспышки. Категорически запрещается смотреть на вспышку ядерного взрыва и даже поворачивать к ней голову, так как это приводит к тяжёлым поражениям органов зрения, вплоть до полной слепоты.

Бомбардировщики, предназначенные для нанесения ядерных ударов (тактические Су-24, стратегические Ту-160) для защиты от светового излучения частично или полностью покрывают белой краской, отражающей значительную часть излучения. Бронетехника предоставляет полную защиту экипажа от светового излучения.
Вопрос 9
Проникающая радиация

Проникающая радиация (ионизирующее излучение) представляет собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва в течение единиц или десятков секунд.

Радиус поражения проникающей радиации при взрывах в атмосфере меньше, чем радиусы поражения от светового излучения и ударной волны, поскольку она сильно поглощается атмосферой. Проникающая радиация поражает людей только на расстоянии 2-3 км от места взрыва, даже для больших по мощности зарядов, однако ядерный заряд может быть специально сконструирован таким образом, чтобы увеличить долю проникающей радиации для нанесения максимального ущерба живой силе (так называемое нейтронное оружие). На больших высотах, в стратосфере и космосе проникающая радиация и электромагнитный импульс — основные поражающие факторы.

Проникающая радиация может вызывать обратимые и необратимые изменения в материалах, электронных, оптических и других приборах за счет нарушения кристаллической решетки вещества и других физико-химических процессов под воздействием ионизирующих излучений.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие гамма-излучение и поток нейтронов. Ее уровень снижается в 10 раз после прохождения 11 см стали, либо 35 см бетона, либо 50 см грунта/кирпичной кладки, либо 1 м древесины.

Противорадиационные препараты. (находятся в индивидуальной аптечке)

  • радиозащитное средство №1 - два пенала розового цвета (гнездо № 4). Принимать при угрозе облучения по 6 таблеток, запивая водой. При новой угрозе облучения через 4-5 часов принять еще 6 таблеток;

  • радиозащитное средство № 2 - пенал белого цвета (гнездо № 6 ). Принимать по 1 таблетке ежедневно в течение 10 дней после выпадения радиоактивных осадков, при употреблении в пищу свежего молока;

  1   2   3   4   5   6

Похожие:

Ответы на вопросы к iconЗемельное право вопросы и ответы Издание третье, переработанное и добавленное Москва
Земельное право: Вопросы и ответы. 3-е изд., перераб и доп. М.: Юриспруденция, 2001.— 128 с. (Серия «Подготовка к экзамену»)
Ответы на вопросы к iconОбломова» иподготовить ответы на вопросы: а Почему эпизод «Сон Обломова»...
Прочитать первую часть романа «Обломов» кроме эпизода «Сон Обломова» и подготовить ответы на вопросы
Ответы на вопросы к iconВеденин Н. Н. Экологическое право: Вопросы и ответы
В26 Веденин Н. Н. Экологическое право: Вопросы и ответы. — М.: Новый Юрист, 1998. — 112 с. (Серия «Подготовка к экзамену»)
Ответы на вопросы к iconВы часто говорите о воспитании молодежи. В связи с этим вопросы: какой факультет выбрал Ваш сын
Эти и многие другие интересные для меня вопросы задавали участники Интернет-конференции, которую мы провели вчера 5 января 2013 года...
Ответы на вопросы к iconОтпечатано с готовых файлов в Раменской типографии. Вопросы и ответы
Часто ли ты попадаешь во всякие нежелательные ситуации? Делаете ли прививки? Много ли автостопщиков гибнет? Случается ли нарушать...
Ответы на вопросы к iconДопрос по "Болотному дел": основные вопросы следователей и ответы на них 6 Июн, 2012 at 1: 07 pm
Оригинал взят у united blog в допрос по «болотному делу»: основные вопросы следователей и ответы на них
Ответы на вопросы к iconПриз ваше интервью в следующем номере журнала о кошках. Вопросы:...
Есть пять вопросов, на которые надо дать ответы, все ответы присылайте в личное сообщение Веронике
Ответы на вопросы к iconКлючи к реализации
Часто мы действуем «обычными», «привычными» способами и ищем ответы на вопросы «Чего я хочу?» снаружи. Мы забываем, что все ответы...
Ответы на вопросы к iconТесты-2 для контроля знаний
Необходимо ответить на следующие вопросы или указать правильные ответы. Правильными могут быть все ответы или часть их. Напишите...
Ответы на вопросы к iconТесты-1 для контроля знаний
Необходимо ответить на следующие вопросы или указать правильные ответы. Правильными могут быть все ответы или часть их. Напишите...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница