Ауыр ядролардың бөлінуі - Физика, 11 сынып, 62 - сабақ

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Ауыр ядролардың бөлінуімен        таныстырып солар туралы 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.ДКҰйымдастыру кезеңі:
Сәлемдесу; Оқушыларды түгендеу;Оқушылардың назарын сабаққа аудару.
ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.
А)теориялық білімдерін тексеру. Ә)практикалық тапсырмаларын тексеру. Б)есептерін тексеру. 
ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.  
Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша ауыр ядролардың бөлінуімен  танысамыз. 

1. Ядролық реакция дегеніміз не?
2. Реакция кезінде қандай сақталу заңдары орындалады?
3. Табиғи радиактивті ыдырау менядролық реакциялардың айырмашылықтары бар ма?
4. Жасанды радиоактивтік қалай алынады?
5. Не себепті химиялық реакцияға қарағанда ядролық реакция кезінде орасан зор энергия бөлінеді?

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту: 
Ядроның бөліну механизмі

а,ә,б,в 2-сурет

Атом ядросының бөліну процесін ядроның тамшы моделінің негізінде түсіндіруге болады. Бұл модельге сәйкес нуклондардың жиынтығы зарядталған сұйықтың тамшысына ұқсауы қажет (2, а-сурет). Нуклондардың арасындағы күштер, сұйық молекулаларының арасындағы күштер сияқты, қысқа әсер етуші болып табылады. Ядроны бөлшектерге ажыратып жіберуге тырысатын протондардың арасындағы көп электростатикалық тебілу күшімен қатар, одан да артық ядролық тартылыс күші әсер етеді. Осы күштер ядроны ыдыраудан сақтайды.
Уран-235-тің ядросы шар тәрізді. Артық нейтронды жұтып, ядро қозады да, деформациялана бастайды, сопақтау түрге келеді (2, ә-сурет). Созылыңқы ядро ұштарының арасындағы тебілу күші бойынша да әсер ететін ілінісу күшінен артық болғанша, ядро созыла береді (2,в-сурет). Содан соң ядро екі бөлікке бөлініп, үзіледі (2, б-сурет). Кулондық тебілу күштерінің әсерінен бұл бөлшектер немесе жарықшақтар жарық жылдамдығының 1/30 бөлігіндей жылдамдықпен жан-жаққа ұшады.
УРАН ЯДРОЛАРЫНЫҢ БӨЛІНУІ
Кейбір ауыр элементтердің ядролары ғана бөліктерге бөліне алады. Ядролар бөлінгенде екі-үш нейтрон мен g-cәулелер шығады. Сонымен бірге көп энергия бөлінеді.
Уранның бөлінетіндігінің ашылуы. Уран ядроларының бөлінетіндігін 1938 жылы неміс ғалымдары О. Ган мен Ф.Штрассман ашқан. Олар уранды нейтрондармен атқылғанда, периодтық жүйенің орта бөлігінде барий, криптон және тағы басқа элементтердің пайда болатынын тапты. Бірақ бұл фактіні нейтронды қармап алған уран ядросының бөлінуі деп, 1939 жылдың басында, ағылшын физигі О.Фриш пен Австрия физигі Л. Мейтнер бірлесіп дұрыс түсіндірген еді.
Ядроның бөлінуі ауыр ядроның тыныштық массасы бөлінуден пайда болатын жарықшақтардың тыныштық массаларының қосындысынан көп болуы нәтижесінде іске асады. Дәл осы себептен бөліну реакциясымен қоса қабаттаса, тыныштық массасының кемуіне эквивалентті энергия бөлініп шығады. Бұл жағдайда толық масса сақталады, себебі жоғарғы жылдамдықпен қозғалатын жарықшақтардың массасы олардың тыныштықтағы массасынан артық.

1-сурет

Ауыр ядролардың бөліну мүмкіндігін меншікті байланыс энергиясы мен массалық сан А арасындағы тәуелділікті көрсететін қисық сызықтың жәрдемімен түсіндіруге болады. Периодтық жүйеде соңғы орындарды () алатын атомдар ядроларының меншікті байланыс энергиясы периодтық элементтер () ядроларының меншікті байланыс энергиясынан шамамен 1 МэВ-қа кем. Сондықтан ауыр ядролардың периодтық жүйенің орта шеніндегі элементтер ядроларына бөліну процесі "энергетикалық тиімді" болады. Жүйе бөлінуден кейін минимал ішкі энергиясы бар күйге ауысады. Неғұрлым ядроның байланыс энергиясы көп болса, ядро түзілгенде соғұрлым көп энергия бөлініп шығуы керек, демек, жаңадан пайда болған жүйенің ішкі энергиясы соғұрлым аз болады.
Ядро бөлінгенде әрбір нуклонға келетін байланыс энергиясы 1 МэВ-қа артады да, жалпы бөлінетін энергия орасан көп, 200 МэВ-қа жуық шамаға жетуге тиіс. Басқа ешбір ядролық реакция (бөлінумен байланысты емес) мұншалық көп энергия бөліп шығармайды.
Уран ядросы бөлінгендегі бөлініп шығатын энергияны тікелей өлшеу арқылы келтірілген пікірлердің дұрыстығы дәлелденген, оның шамасы 200 МэВ болған. Сонымен бірге, бұл энергияның көбі (168 МэВ) жарықшақтардың кинетикалық энергиясы болып келеді. 1-суреттен сіздер Вильсон камерасындағы бөлініп жатқан уран жарықшақтарының тректерін көресіздер.
Ядро бөлінгендегі энергияның тегі ядролық емес, электростатикалық болады. Жарықшақтарда аса көп кинетикалық энергиясы кулондық тебілу салдарынан пайда болады.
VІ. ДК. Оқытылып отырған  оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.
§8.8   дайындық сұрақтарын талдау.

1. Ядроның бөлінуі деп қандай реакцияны айтады?
2. Уран ядросының бөлінуін «ядроның тамшы моделіне» сүйеніп қалай түсіндіруге болады?
3. Неліктен ядро бөлінгенде бірнеше нейтрондар ұшып шығады?
4. Неліктен жарықшақтар бетта ыдырауға ұшырайды?

VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.
Есептер   шығару. 8.8.1-8.8.2
VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §8.8 Есептер   шығару. 8.8.3-8.8.4