Темы рефератов по ядерной физике

Обновлено: 05.07.2024

В базе бесплатных рефератов по физике собраны работы, посвященные основным понятиям науки, природным явлениям, поведению веществ и материалов в различных средах, происхождению Вселенной и Земли, а также истории открытия явлений и законов.

Рефераты по физике затрагивают несколько разделов: термодинамику, оптику, механику, электродинамику, ядерную, квантовую, статическую, физику и др.

Каталог готовых рефератов

Выберите предмет

Четко определите цель работы в рамках заданной темы.
Исходя из цели, определите в общих чертах содержание будущего реферата, составив предварительный план.
Составьте список литературы или других источников, соответствующих теме реферата.
Изучая литературу (другие источники), отмечайте все, что войдет в работу.
Составьте окончательный подробный план, указывая для каждого пункта источник, из которого будет взят материал.
Во вступлении реферата раскройте значимость его темы, укажите цель реферата.
Раскройте все пункты плана, используя конкретные факты, примеры, цитаты из первоисточников.
Сделайте промежуточные выводы по каждой смысловой части работы.
Выразите собственное аргументированное мнение по теме реферата (факультативный пункт).
В подстрочных сносках укажите источники цитат, фактов.
Сделайте обобщающий вывод.
Перечитайте реферат, проверьте логичность деления текста на абзацы; если нужно, удалите повторы информации; убедитесь в том, что тема раскрыта, а цель работы достигнута.

Обзорный реферат (или сводный) – это обобщающая характеристика нескольких первоисточников, касающихся определенной темы.
Реферат-экстракт – составляется из наиболее важных в смысловом отношении фраз, взятых из анализируемого текста. Отобранные и в случае необходимости отредактированные предложения должны точно передавать общее содержание первоисточника. Чаще всего используется в информационных службах и библиотеках при составлении каталогов.

Любое использование материалов сайта допускается исключительно с согласия редакции при установке активной ссылки на первоисточник. Информация, представленная на сайте, получена из открытых и общедоступных материалов. Ее достоверность подлежит проверке у первоисточника. Редакция не несет ответственности за какие-либо действия, либо за возможный ущерб (как материальный, так и моральный), полученный в результате прочтения материалов. Пользователь сайта принимает решения самостоятельно и несет за них полную ответственность.

Последствия действия ультразвука и инфразвука и вибрации на организм человека

История развития ядерных технологий

Отличие ядерного горючего от органического топлива

Современное состояние техносферы и техносферная безопасность

Тяжёловодные реакторы. Характерные способности.

Основные факторы формирования традиций питания жителей Америки. Принципы питания

Реферат по ядерным физике и технологии – особенности написания по рекомендациям преподавателя

Ядерные технологии засекречены в части военных разработок.

Одним из направлений применения ядерных технологий является ядерное оружие. В мире всего несколько ядерных держав – стран, обладающих ядерными технологиями – и они тщательно оберегают свои секреты. Реферат не предполагает сбора секретных сведений, в нем приводится общедоступный материал.

Несмотря на практические достижения ядерной физики, многие теоретические вопросы дискуссионны.

Например, моделей ядра разработано множество – у каждой есть сторонники и противники. Если в реферате приводятся спорные положения, необходимо давать ссылку на источник материала. Желательно также приводить критическую точку зрения.

Ядерная физика состоит из теоретической и экспериментальной ядерной физики.

Реферат может быть посвящен как одному, так и другому направлению. Но даже если предмет исследования находится в сфере внимания экспериментальной ядерной физики, характер работы должен быть описательным, построенным на чужих трудах. Самостоятельно ускорять заряженные частицы для реферата не требуется.

Таким образом, реферат не предполагает сбора засекреченных сведений. Он может быть посвящен как теоретическому, так и экспериментальному направлению – но в любом случае базироваться на чужих трудах, а не личных наблюдениях. По всем дискуссионным положениям обязательно давать ссылку на источник информации.

Наш проект является банком работ по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание работ по ненужным предметам или ищете шаблон для своей работы — он есть у нас.

Темы рефератов по физике.

История физики

1. Значение статического электричества в науке и технике.

2. Электроизмерительные приборы.

3. Тепловые машины и развитие техники.

4. Гроза как электрическое явление.

5. О магните, магнитных телах и большом магните Земли.

6. Электричество в быту.

7. Простые механизмы и их применение.

9. Вес – очень знакомое слово.

10. Глаз. Зрение. Очки.

11. Колебания, волны, звук и здоровье человека.

12. Теплопередача в природе и технике.

13. Дисперсия – тайна солнечного света.

15. Современное воздухоплавание.

16. Мы живем на дне океана (атмосферное давление, его измерение и значение).

18. Архимед и его законы.

19. Влажность воздуха и ее значение.

20. Опыты Резерфорда.

21. От водяного колеса до турбины.

22. Природа шаровой молнии.

23. Сила земного притяжения.

24. Источники электрической энергии.

25. Цвет и его свойства.

26. Взаимодействие и силы в природе.

27. Инерция в нашей жизни.

28. Открытие электрона.

29. Старое и новое об элементах и батареях.

30. Мир звуков и красок.

Выдающиеся деятели в области физики

1. А.М.Ампер – основоположник электродинамики

3. Беккерель Антуан Анри

4. Биофизик Чижевский

5. Вильгельм Конрад РЕНТГЕН. Открытие Х-лучей

6. Генрих Рудольф Герц

7. Жан Батист Жозеф Фурье

8. Жорес Иванович Алферов

11. Нильс Бор в физике 19-20 вв.

15. Сэмюэл Финли Бриз Морзе

16. Торричелли Эванджелиста

1. Виды излучений. Источники света

2. Геометрическая оптика

3. Голография: основные принципы и применение

5. Интерференция света

6. Квантовая природа света

8. Оптические инструменты

9. Оптические явления в природе

10. Определение скорости света

12. Проекционный аппарат

13. Профессии жидких кристаллов

14. Свет – электромагнитная волна.

15. Солнечная энергетика

16. Спектры. Спектральный анализ и его применение

17. Спектры и спектральный анализ в физике

18. Устройство, назначение, принцип работы, типы и история телескопа

21. Элементарная теория радуги

22. Двигатели Стирлинга. Области применения

23. Основные понятия и исходные положения термодинамики

24. Реактивный двигатель

26. Тепловые двигатели

27. Тепловой двигатель.

31. Физические основы явления выстрела

32. Холод из угля

Электричество и магнетизм.

1. Источники энергии

3. Водородная энергетика

4. Генератор электроэнергии на броуновском движении

5. Гипотезы о природе шаровой молнии

6. Действие электрического тока на организм человека

7. Изучение основных правил работы с радиоизмерительными приборами.

8. Измерение сопротивлений

9. Ионизирующие излучения и их практическое использование

10. Исследование электрических колебаний

11. Источники энергии

12. Применение магнитов

13. Производство, передача и использование электроэнергии

14. Применение лазера

15. Профессия жидких кристаллов

16. Производство электроэнергии на гидростанциях

17. Применение лазеров в технологических процессах

18. Пьезоэлектрический эффект, применение в науке и технике

19. Распространение радиоволн

21. Сверхчистые материалы

22. Сверхпроводимость : история развития, современное состояние, перспективы

23. Современная спутниковая связь, спутниковые системы

25. Трехфазный ток

26. Физические основы работы современного компьютера

27. Фотоэлектрические преобразователи энергии

28. Что же такое электрический ток

29. Шаровая молния

30. Экспериментальные исследования электромагнитной индукции.

31. Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов.

32. Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн

33. Электрический ток в проводниках и полупроводниках

35. Электрический ток в жидкостях (электролитах)

37. Электрический ток в газах

40. Электрический ток в неметаллах

41. Электрический ток

42. Электрический ток в газах

43. Электрический ток. Источники электрического тока.

45. Электрические токи в человеке

46. Энергия океана

47. Эффект Холла

48. Электромагнитные волны

49. Явление резонанса

Ядерная физика

1. Атомная физика

3. Атомный реактор.

4. Атомная энергетика

5. Вещество в состоянии плазмы

7. Дифракция электронов. Электронный микроскоп

8. Защита от электромагнитных излучений

9. Изучение и разработка очистки стоков от ионов тяжелых металлов

11. История открытия радиоактивности

12. История открытий в области строения атомного ядра

13. Лучевая терапия

14. Материалы ядерной энергетики

15. Первичные источники питания и термоядерная энергия

17. Проблемы развития атомной энергетики

18. Радиационный режим в атмосфере

19. Радиация и ее воздействие на человека

22. Реакция деления ядер. Жизненный цикл нейтронов

23. Роль многократной ионизации в действии излучения

25. Строение атома

26. Термоядерный синтез

27. Термоядерный реактор

28. Термоядерного синтез для производства электроэнергии в России и проблемы этого проекта для общества

29. Термоядерная энергия

30. Углеродные нанотрубки

31. Ядерная энергия и ядерные энергетические установки

32. Ядерная физика

33. Ядерные реакции. Ядерная энергетика

34. Ядерный топливный цикл

Разное

Почему скрипит мел, снег, а после снегопада тихо?
При каких условиях возникает полярное сияние?
Почему шумят водопроводные трубы?
При каких условиях возникает радуга?

Почему возникает тяга в печной трубе?

При каких условиях возникают миражи?
Почему палец примерзает к металлу?
При каких условиях возникает торнадо?
Почему при ядерных и других взрывах образуются грибовидные облака?
Как удержать равновесие при хождении по канату?
Почему снежинки имеют шестигранную форму?
Зачем кастрюлю закрывают крышкой?
Почему уходящие вдаль рельсы сходятся?
Почему на Солнце бывают пятна?
Откуда берутся кислотные дожди? Необычные дожди из лягушек и т.д.?
Как нужно трогаться автомобилю на скользкой дороге?
Почему лед прозрачный, а снег белый?
Почему велосипед не падает, когда едет?
При каких условиях возникает эхо?
Зачем в середине парашюта делают дырку?
При каких условиях возникает туман?
Можно ли днем увидеть звезды?
Как работает холодильник?
Как работает микроволновка?
Как работают батарейки?
Почему мы видим лучи звезд?
Какого цвета нужно делать противотуманные фары?
Почему возникает эффект обратного вращения колеса?
Что такое звук? Когда он возникает?
Правда ли, что Земля замедляет ход?
Как измеряют кровяное давление?
Почему Земля вращается вокруг своей оси?
До какой высоты может подняться древесный сок по стволу дерева?
Почему если приложить ухо к раковине, слышен шум моря?
Зачем планетам кольца?
Как измерить массу тела в космосе?
Почему мокрая рубашка темнее, чем сухая?
Будет ли гореть свеча в невесомости?
При каких условиях возникает лавина?
При каких условиях возникает грозовая туча?
Что вызывает загар и солнечный ожог?
Что такое одностороннее зеркало?
Как делают голограмму?
Как летает ракета?
Что происходит с организмом при поражении электрическим током?
Как делают светочувствительные солнечные очки?
Зачем к бензовозу прицепляют металлическую цепь?
Какие существовали проекты вечных двигателей?
Почему мыло делает тарелки чистыми?
Чему равна сила тяжести в центре Земли?
Что такое черная дыра?
Почему звезды светят?
Как измерить влажность воздуха?
Почему поет ветер?
Как работает лифт?

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Реферат

на тему: Элементы ядерной физики

1.1 Строение атомов, ядер

Как известно, все в мире состоит из молекул, которые представляют собой сложные комплексы взаимодействующих атомов. Молекулы - это наименьшие частицы вещества, сохраняющие его свойства. В состав молекул входят атомы различных химических элементов.

Химические элементы состоят из атомов одного типа. Атом, мельчайшая частица химического элемента, состоит из "тяжелого" ядра и вращающихся вокруг электронов.

Кликните мышкой в картину, чтобы посмотреть анимированную версию.

Ядра атомов образованы совокупностью положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Эти частицы, называемые нуклонами, удерживаются в ядрах короткодействующими силами притяжения, возникающими за счет обменов мезонами, частицами меньшей массы.

Ядро элемента X обозначают как или X-A, например уран U-235 - ,

где Z - заряд ядра, равный числу протонов, определяющий атомный номер ядра, A - массовое число ядра, равное суммарному числу протонов и нейтронов.

Ядра элементов с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов называются изотопами (например, уран имеет два изотопа U-235 и U-238); ядра при N=const, z=var - изобарами.

1.2 Ядерные реакции

Ядра водорода, протоны, а также нейтроны, электроны (бета-частицы) и одиночные ядра гелия (называемые альфа-частицами), могут существовать автономно вне ядерных структур. Такие ядра или иначе элементарные частицы, двигаясь в пространстве и приближаясь к ядрам на расстояния порядка поперечных размеров ядер, могут взаимодействовать с ядрами, как говорят участвовать в реакции. При этом частицы могут захватываться ядрами, либо после столкновения - менять направление движения, отдавать ядру часть кинетической энергии. Такие акты взаимодействия называются ядерными реакциями. Реакция без проникновения внуть ядра называется упругим рассеянием.

После захвата частицы составное ядро находится в возбужденном состоянии. "Освободиться" от возбуждения ядро может несколькими способами - испустить какую-либо другую частицу и гамма-квант, либо разделиться на две неравные части. Соответственно конечным результатам различают реакции - захвата, неупругого рассеяния, деления, ядерного превращения с испусканием протона или альфа-частицы.

Дополнительная энергия, освобождаемая при ядерных превращениях, часто имеет вид потоков гамма-квантов.

Вероятность реакции характеризуется величиной "поперечного сечения" реакции данного типа

1.3 Радиоактивность

Радиоактивность вошла в сознание человечества всего лишь примерно 100 лет тому назад. Лишь в 1986 году А. Бекерель обнаружил некие х-лучи, засвечивавшие фотопластинки. Затем было установлено, что радиоактивность - это свойство испускать потоки заряженных aльфа, бета и нейтральных гамма частиц. Усилиями многих ученых было обнаружено,что aльфа-частицы представляют собой ядра гелия, бета-частицы - электроны, а гамма-частицы - поток квантов света. Было установлено, что многие вещества являются естественными излучателями частиц, из которых некоторые, как например радий, оказались очень интенсивными источниками радиации.

Различные комбинации нуклонов в ядрах управляются законами ядерных взаимодействий, взаимное положение и движения внутри ядер определяется действием короткодействующих ядерных сил. Известно,что существует некоторая зависимость между числом протонов и нейтронов в ядрах, в рамках которой реализуется стабильность ядер. Эта зависимость для устойчивых ядер имеет вид:

Различные виды радиоактивных превращений можно описать:

,
где X * - составное ядро, A=A ₁ +A ₂ , Z=Z ₁ +Z ₂ , E - выделенная энергия.

Дочерние продукты радиоактивных процессов могут также претерпевать распад - так возникают цепочки радиоактивных превращений. Важной разновидностью радиоактивных превращений является т.н. спонтанное деление тяжелых ядер, открытое Флеровым и Петржаком в 1942 году. Радиоактивный распад это процесс статистический, т.е. управляемый вероятностными законамиi. Однако, в среднем, за времена большие времен характерных внутренних процессов - это вполне детерминированное явление. Так, можно записать уравнение радиоактивного распада, имеющее вид

где А _i - число ядер изотопа А _i в единице обьема,
- константа радиоактивного распада изотопа А _i .

Величина определяет другую, часто используемую характеристику радиоактивного распада изотопов - период полураспада T_1/2:

время в течение которого количество вещества за счет радиоактивного распада уменьшается в два раза.

Интенсивность радиоактивного распада измеряется в единицах, называемых "беккерель" (1 Бк = 1 распад / 1 сек). Важная единица интенсивного радиоактивного распада - кюри (1 кюри = 3,7*10 10 Бк = 37 ГБк)

1.4 Деление ядер

Кликните мышкой в картину, чтобы посмотреть анимированную версию.

Ядра тяжелых элементов - урана, плутония и некоторых других интенсивно поглощают тепловые нейтроны. После акта захвата нейтрона, тяжелое ядро с вероятностью ~0,8 делится на две неравные по массе части, называемые осколками или продуктами деления. При этом испускаются - быстрые нейтроны/ (в среднем около 2,5 нейтронов на каждый акт деления), отрицательно заряженные бета-частиц и нейтральные гамма-кванты, а энергия связи частиц в ядре преобразуется в кинетическую энергию осколков деления, нейтронов и других частиц. Эта энергия затем расходуется на тепловое возбуждение составляющих вещество атомов и молекул, т.е. на разогревание окружающего вещества.

После акта деления ядер рожденные при делении осколки ядер, будучи нестабильными, претерпевают ряд последовательных радиоактивных превращений и с некоторым запаздыванием испускают "запаздывающие" нейтроны, большое число альфа, бета и гамма-частиц. С другой стороны некоторые осколки обладают способностью интенсивно поглощать нейтроны.

Дифференциальное уравнение превращений осколков деления можно записать в виде:

где A_i - число ядер изотопа i в единице объема ,
Q(t) - число актов деления в единице объема в единицу времени в момент t,
- выход изотопов A_i в акте деления,
- константа радиоактивного распада изотопа A_i,
- плотность потока нейтронов,
- сечение поглощения нейтронов ядрами изотопа A_i ,
- константа перехода к-того изотопа в i-тый.

Для решения этой системы уравнений нужно задать начальные условия, знать схемы и константы всех радиоактивных переходов. Суммируя по группам изотопов, имеющих тот или иной тип радиоактивности, можно определить интенсивность радиоактивного распада в функции времени. В [3] представлены детали и результаты таких расчетов.

Наиболее значимые осколки деления - Kr, Cs, I, Xe, Ce, Zr и др.

В Таблице 1 [ ] даны некоторые характеристики осколков деления

Таблица 1. Характеристики некоторых радионуклидов и продуктов деления урана-235

Для многих задач определенный интерес представляют данные об активности топливных элементов после некоторой выдержки их вне реактора.

Для нас важно отметить сейчас, что осколки деления обладают значительной радиационной способностью. Так 1 грамм осколков деления обладает активностью ~0,3 кюри. Эта активность медленно уменьшается по закону

E=2,66*t -1,2 MeV/дел.сек, где t - время в сек.

2 Элементы нейтронной физики

2.1 Ядерный реактор

Ядерный реактор - это техническая установка, в которой осуществляется самоподдерживающаяся цепная реакция деления тяжелых ядер с освобождением ядерной энергии. Ядерный реактор состоит из активной зоны и отражателя, размещенных в защитном корпусе.Активная зона содержит ядерное топливо в виде топливной композиции в защитном покрытии и замедлитель. Топливные элементы обычно имеют вид тонких стержней. Они собраны в пучки и заключены в чехлы. Такие сборные композиции называются сборками или кассетами.

Вдоль топливных элементов двигается теплоноситель, который воспринимает тепло ядерных превращений. Нагретый в активной зоне теплоноситель двигается по контуру циркуляции за счет работы насосов либо под действием сил Архимеда и, проходя через теплообменник, либо парогенератор, отдает тепло теплоносителю внешнего контура. Перенос тепла и движения его носителей можно представить в виде простой схемы:

2.2 Размножение нейтронов

Размножение нейтронов является основой самоподдерживающейся цепной реакции деления ядер.

Цикл размножения нейтронов начинается с акта захвата нейтрона ядром тяжелых (U-235, Pu-239 и других "делящихся") элементов. Интенсивность захватов, т.е. число актов захватов нейтронов в единице объема в единицу времени есть

где n - плотность нейтронов,
v - их скорость,
- плотность ядер поглотителя,
- вероятность поглощения нейтрона, т.н. сечение поглощения . Индекс c означает "capture", т.е. захват.
Величина nv= - называется потоком нейтронов,
- макроскопическим сечением поглощения.

При каждом акте деления ядер тяжелых "делящихся" элементов испускается 2-3 новых, "быстрых" нейтронов. Это число обозначают v_f. Пересчитывая на один акт захвата нейтрона, это число следует умножить на вероятность деления относительно деления и радиационного захвата, т.е. отношение и . Произведение обозначают v_c.

Это число вторичных быстрых нейтронов на один акт захвата нейтрона ураном-235, равно примерно 2. Учитывая что топливо реакторов содержит большую долю неделящегося изотопа урана-238, число новых нейтронов на один акт захвата в уране топлива составляет

Число новых нейтронов, родившихся в единице объема топлива в единицу времени есть

Эти нейтроны сталкиваясь с ядрами окружающего топлива могут произвести дополнительные акты деления ядер топлива, произвести как говорят "размножение на быстрых нейтронах". Это умножение поколения нейтронов обозначают буквой . Далее нейтроны, сталкиваясь с ядрами замедлителя,теплоносителя и конструктивных элементов теряют свою энергию, "замедляются". При этом некоторая их доля поглощается (без деления) на резонансах сечения поглощения тяжелых элементов и выбывает из игры, а некоторая диффундирует во внешнее пространство и тем самым также теряется.

Долю нейтронов "избежавших резонансный захват" обозначают через , а долю избежавших "утечку"при замедлении - через . Тогда число "замедлившихся" нейтронов в единицу времени в единице объема, ставших "тепловыми", т.е. потерявших свою энергию рождения (~ 2 Мev) есть

где - геометрический параметр, - "возраст" нейтронов.

Эти нейтроны, "дифундируя" в среде, могут потеряться за счет утечки и поглощения в материалах активной зоны. Долю нейтронов, избежавших утечку при диффузии в тепловой области энергии (~kT ev) обозначают через , а долю нейтронов поглощенных в тяжелых элементах относительно полного поглощения во всех материалах активной зоны через . Число нейтронов прошедших весь нейтронный цикл на один нейтрон, поглощенный в тяжелых элементах, т.е. прошедших цикл размножения, замедления, диффузии в тепловой области есть

Произведение называют коэффициентом размножения нейтронов в бесконечной среде - k "бесконечное", а - эффективным коэффициентом размножения нейтронов в конечной среде, k - "эффективное".

Реактивность

Реактор называется критическим, если число новых нейтронов при каждом акте их захвата ядрами урана, избежавших резонансный захват в уране-238 и утечку из реактора при замедлении и диффузии, точно равно числу поглощенных. Это состояние cоответствует равенству k _eff =1 Величина 1-k _eff /k _eff =r называется реактивностью . Эта величина определяет темп разгона реактора при r>0 .

3 Литература

"Ядерная физика",
пер. с англ., Москва, изд. "Иностранная литература", 1951 г.

"Ядерная физика",
Москва, Атомиздат, 1975 г.

А.С. Герасимов, Т.С. Зарицкая, А.П. Рудик

"Справочник по образованию нуклидов в ядерных реакторах",
Москва, Энергоатомиздат, 1989 г.

В.Д. Сидоренко, В.М. Колобашкин, П.М. Рубцов, П.А. Ружанский

"Радиационные характеристики облученного ядерного топлива",
справочник, Москва, Энергоатомиздат, 1983 г.

Читайте также: