Атом ядросының физикалық негіздері. - Физика, 9 сынып, 52 - сабақ

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Атом ядросының физикалық негіздері. Сындық (кризистік) масса. Ядролық реактор туралы негізгі ұғымдармен таныстырып солар жайлы түсінік қалыптастыру.
2. Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
3. Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі:жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау
Сабақтың әдіс-тәсілдері:  Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.
Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер, 

Сабақтың барысы:

І. ДК. Ұйымдастыру кезеңі:  
1. Сәлемдесу;
2. Оқушыларды түгендеу;
3. Сынып болмесінің тазалығын тексеру;
4. Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);
5. Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.
А) теориялық білімдерін тексеру.
Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.
Б) есептерін тексеру.

ІІІ. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.  
Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша атом ядросының физикалық негіздері, сындық (кризистік) масса, ядролық реактормен танысамыз. 

ІV.ДК Білімді жан-жақты тексеру.
1.      Ядролардың   ыдырауы деп нені айтады, оның себептері қандай?
2.      Ядролардың бөлінуі деп нені айтады?
3.      Жартылай ыдырау периоды деген қандай уақыт?
4.      Радиоактивті ыдырау заңы қалай өрнектеледі?
5.      Тежегіштер дегеніміз не? Олар қандай мақсатта және не себептен қолданылады?

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту: 

Кризистік масса

Реактордың өлшемдері оған сәйкес уранның массасы белгілі бір кризистік мәндерінен артқан жағдайда ғана көбею коэффиценті бірге тең болады. Кризистік масса деп бөлінетін заттың тізбекті ядролық реакция жүре алатындай ең кіші массасын айтады.
Өлшемдері шағын болғанда реактордың активті аймақтың беті арқылы (ураны бар стержень орналасатын көлем) нейтрондардың шығыны өте көп болады.
Жүйенің өлшемдерін арттырғанда бөлінуге қатысатын ядролардың саны көлемге пропорционал, ал шағын болатын нейтрондардың саны беттің ауданына пропорционал өседі. Сондықтан жүйені үлкейту арқылы көбею коэффициентінің  мәндеріне жеткізуге болады. Егер қармалатын және шағын болатын нейтрондар саны бөліну процесінде алынатын нейтрондардың санына тең болса, онда жүйенің өлшемдері кризистік өлшем болады. Кризистік өлшемдер және оған сәйкес кризистік масса ядролық отынның түріне, баяулатқышқа және реактордың конструктивтік ерекшеліктеріне байланысты анықталады.Шар тәрізді таза уран үшін (баяулатқышсыз) кризистік масса 50 кг-ға жуық. Бұл жағдайда шардың радиусы жуықтап алғанда 9 см болады (уран өте ауыр зат). Нейтрондарды баяулатқыштарды және бериллийден жасалған нейтрондарды шағылдырушы қабықшаларды қолдана отырып, кризистік массаны 250 г-ға дейін азайту мүмкін болды.
Реакторды басқару кадмийі немесе боры бар стерженьдердің жәрдемімен орындалады. Стерженьдер активті аймақтан толық шығарылған кезде к>1 болады, ал стерженьдер толық енгізілген қалпында к<1 болады. Активті аймақтың ішіне стерженьдерді бірте-бірте енгізіп, кез келген уақыт мезетінде тізбекті реакцияның әрі қарай үдеуін тоқтатуға болады. Ядролық реакторларды басқару ісі ЭЕМ көмегімен қашық жерден жүзеге асырылады.

Ядролық реакторлардың негізгі элементтері

Суретте ядролық реакторы  бар энергетикалық қондырғының сүлбесі келтірілген.
Ядролық реактордың негізгі элементтері мыналар: ядролық отын
және т.б. нейтрондарды баяулатқыш (ауыр су немесе кәдімгі су, графит т.б.) реактор жұмыс істеген кезде пайда болатын энергияны әкетуге арналған жылу тасымалдағыш (су, сұйық натрий т.б.) реакциялардың  жылдамдығын реттеуші құрылғылар (реактордың жұмыстық кеңістігіне ендірілетін нейтрондарды жақсы жұтатын кадмий немесе бор сияқты заттары бар стерженьдер).
Реакторды сыртынан - а- сәулесі мен нейтрондарға тосқауыл болатын қорғаныс қабықшамен қоршайды. Қабықшаны темір толтырғыш бар бетоннан жасайды.
Ауыр су   ең жақсы баяулатқыш болып табылады. Кәдімгі судың өзі нейтрондарды қармап алып,  ауыр суға айналдырады. Сондай-ақ ядролары нейтрондарды жұтпайтын графит те жақсы баяулатқыш болып табылады.

VІ. ДК. Оқытылып отырған  оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.
§61 дайындық сұрақтарын талдау.

VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.
1. уран ядросы бір нейтронды жұтады да, одан екі жарықшық және төрт нейтрон босап шығады. Жарықшақтардың біреуі-ксенон , ал екіншісі қандай жарықшақ? Реакция теңдеуін жазыңдар.
2. Жартылай ыдырау периоды 27 жыл болатын, 8 кг радиактивті цезийден 135 жылдан кейінгі қалған атомдарының массасы қандай? (0,25 кг)
3. Радиактивті кобальттің жартылай ыдырау периоды 72 тәулік. Массасы 4г кобальттің 216 тәулікте ыдырайтын бөлігі қандай?(3,5 г).
4. уран ядросы бір нейтронды жұтады да, одан екі жарықшық және төрт нейтрон босап шығады. Жарықшақтардың біреуі- , ал екіншісі қандай жарықшақ? Реакция теңдеуін жазыңдар.

VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §61, дайындық сұрақтары. 49-жаттығу.