Oborová exkurze FYZIKA
|
|
- Břetislav Bezucha
- před 7 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Oborová exkurze FYZIKA Téma: JADERNÝ VÝZKUM Autor: Mgr. Robert Kunesch
2 1 ÚVOD Jaderný výzkum není na první pohled atraktivním tématem. Pokud se ale vezme v úvahu jeho propojení s pojmy, jakými jsou jaderná elektrárna nebo CERN, rázem se téma vyšplhá do nejvyšších pater zájmu populace. Je třeba přiznat, že popularizace se zmiňovaným záležitostem dostalo medializací spíše v negativním smyslu. Havárie jaderných elektráren ve světě a s tím související bezpečnost jaderných elektráren na jedné straně a náhled odpůrců Evropské organizace pro jaderný výzkum na tuto organizaci jakožto na černou díru na peníze (nehledě na náboženské radikály) na straně druhé Toť bezesporu velmi choulostivá a frekventovaná témata. Je nezbytně nutné, aby měl každý student možnost získat dostatečné informace, a to formou nejen odborného výkladu, co možná nejpregnantněji podaného, ale také podpořit teoretický výklad názornou ukázkou přímo v provozu a umožnit tím studentům, aby si udělali co možná nejobjektivnější náhled na danou problematiku. Jaderná fyzika je jedním z nejobtížnějších oborů fyziky a tento předmět sám o sobě je mezi studenty vnímán jako jedna z nejméně oblíbených věd. Formou exkurze lze snáze poukázat na fakt, že se nejedná o cosi suchopárného či odtrženého od reality. Exkurzi bude předcházet výuka zaměřená na základní poznatky z jaderné fyziky, jaderné energetiky a urychlování částic. Výuka bude provedena formou dvou seminářů. V Ústavu jaderného výzkumu v Řeži u Prahy se účastníci exkurze budou moci seznámit s některými zařízeními, které slouží jako základní pilíře jaderného výzkumu nejen pro Českou republiku. Studenti uvidí v provozu výzkumný reaktor a experimenty související se skladováním vyhořelého paliva z jaderných elektráren a s perspektivními směry v jaderné energetice plus další reaktor, vhodný pro realizaci fyzikálních experimentů. Žáci se seznámí s urychlovači částic. V ÚJV jsou to jednak tandetron, což je typ lineárního urychlovače iontů, který dovoluje urychlovat prvky od toho nejlehčího vodíku až k tomu nejtěžšímu zlatu (k urychlování se používá elektrostatické pole), a jednak cyklotron, který slouží k přípravě radioaktivních atomů, jimiž se připravují radioaktivní léčiva. Součástí sekce jsou specializované laboratoře, na nichž se provádí kontrola vyrobených léčiv. 2 HISTORIE JADERNÉHO VÝZKUMU Historie jaderného výzkumu začíná přirozeně historií výzkumu atomu, respektive historií prvních představ o atomu. Domněnky starověkých filozofů Leukippa a Démokrita o atomárním složení hmoty byly po dlouhá staletí jednou z alternativ složení hmoty. Dle jmenovaných myslitelů nešlo hmotu dělit do nekonečna a atom byl právě onou nejmenší nedělitelnou částicí. 2
3 První experimenty a poznatky, které tyto domněnky vyzdvihly na úroveň hypotézy, shrnul v roce 1808 význačný chemik John Dalton do zákonu stálých poměrů slučovacích: Prvky se sloučí ve sloučeninu beze zbytku jen tehdy, jsou-li poměry hmotností prvků v poměru malých celých čísel. To vedlo k specifikaci pojmu molekula útvar složený z vázaných atomů. V roce 1811 vypočítal Amadeo Avogadro počet molekul v jednom molu jakéhokoli prvku či sloučeniny. Dnes se toto číslo nazývá Avogadrovým číslem. Atomy byly v té době stále ještě považovány za v souladu s původním významem slova atomos nedělitelné a bez vnitřní struktury. První náznaky toho, že atomy mohou mít vnitřní strukturu, naznačovaly už pokusy Michaela Faradaye. K elektrolytickému vyloučení 1 valu (mol dělený vazností) je třeba vždy stejného náboje. Faradayův náboj naznačuje, že všem atomům je společná jistá struktura elektrického náboje. Dalším významným objevem na cestě do nitra hmoty byl objev katodových paprsků. Jsou to paprsky, které vycházejí z katody, která je spolu s anodou ve skleněné trubici s vyčerpaným vzduchem. Šíří se přímočaře, vyvolávají zelené světélkování skla, neprocházejí kovem a odchylují se v magnetickém poli. Přenášejí hybnost, ve speciální trubici mohou roztáčet lehký mlýnek. O vysvětlení podstaty katodových paprsků usiloval Joseph John Thomson. Provedl velké množství pokusů, při kterých dokázal, že paprsky mohou projít i tenkým sklem mimo trubici. Pokus s magnetickým polem naznačoval, že katodové záření by mohlo být tvořeno svazkem záporných částic. Nedařilo se ale vychylovat katodové paprsky elektrickým polem. Pokus nebyl úspěšný vinou zbytkového plynu v trubici. Katodové paprsky jsou obaleny kladnými ionty, které vznikají ionizací zbytkového plynu v trubici, proto se jako celek jeví paprsek neutrálním. Až ve chvíli, kdy Thomson zlepšil činnost vývěv, podařilo se mu v trubicích s nižším tlakem vychylování elektrickým polem prokázat. V roce 1898 oznámil Thomson svůj objev částic, které jsou záporné, vycházejí z katody, jsou velmi malé a velmi lehké. Nazval je korpuskulemi. Z kvantitativního vyhodnocení vychylování katodových paprsků v elektrickém a magnetickém poli lze vypočítat poměr elektrického náboje a hmotnosti těchto částic. V roce 1900 vyjádřil svoje přesvědčení o tom, že Thomsonovy korpuskule jsou totožné s částicemi vedoucími elektrický proud, George Johnstone Stoney tím, že je nazval elektrony. Thomson svoje částice nazýval dále korpuskulemi více než dalších deset let. Protože elektrony vystupují z látky, jsou principiálně dvě možnosti, jak jsou uloženy v hmotě složené z atomů. Buď jsou součástí atomů, pak ale atomy nejsou nedělitelné, nebo jsou atomy kladné a záporné elektrony poletují v prostoru mezi nimi. Kdyby byla pravdivá druhá možnost, byly by všechny látky elektricky vodivé. Existence izolantů tuto možnost vylučuje. Elektrony jsou proto součástí atomů. J. J. Thomson se pokusil o první model atomu s elektrony. 3
4 Obr. 1 Pudinkový model atomu Představoval si atom jako kouli s rozměrem řádově m z řídké kladné hmoty, ve které plavou záporné elektrony. Správně usoudil, že počet elektronů v neutrálním atomu je roven pořadí prvku v periodické tabulce. Model byl nazván pudinkový, protože připomínal pudink s rozinkami. K dalším objevům směrem do nitra atomu bylo nutné mít částici, která je ale menší než atom a těžší než elektron. Takové částice už ale byly známy od roku 1896, kdy H. Becquerel objevil radioaktivitu a právě toto odhalení bylo prvním krokem k mnoha dalším významným objevům. Velmi dobře se pro zkoumání atomu hodí částice alfa, které jsou téměř desettisíckrát těžší než elektron, mají kladný elektrický náboj, jsou velmi malé a z radioaktivních prvků vyletují obrovskými rychlostmi až km/s. Právě těchto částic se rozhodl E. Rutherford využít k ověření platnosti pudinkového modelu. Částice alfa vycházející z radia nechal ve vakuu procházet velmi tenkou zlatou fólií a pozoroval částice, které fólií prošly. Očekával, že tak prudké střely, jakými částice alfa jsou, projdou řídkými atomy bez nějaké významné změny směru. Prošlé částice se zjišťovaly spintariskopem. To je velmi jednoduchý přístroj, který je tvořen vrstvičkou sulfidu zinečnatého, ve kterém částice alfa při dopadu vyvolávají záblesky. Ty je možné pozorovat lupou. Pokus měl ale nečekaný průběh. Drtivá většina alfa částic skutečně prošla fólií bez znatelné změny směru. Některé částice ale změnily svůj směr velmi výrazně, dokonce se vyskytly částice, které se odrazily zpět. Matematickým rozborem experimentu dokázal Rutherford, že kladná část atomu není rozprostřena v celém objemu atomu s rozměrem m, ale vyplňuje jen velmi malou část s rozměrem téměř 10000krát menším m. V této malé části je soustředěna také téměř veškerá hmotnost atomu. Poměr velikostí této části atomu dnes jí říkáme jádro atomu a celého atomu je asi ve stejném poměru jako zrnko máku a koule o průměru 100 m. Pokud alfa částice prolétá atomem ve velké 4
5 vzdálenosti od jádra, neodchýlí se. Teprve při průletu těsně vedle jádra začnou působit odpudivé síly mezi kladným jádrem a kladnou alfa částicí. Protože jádro zlata má mnohem větší hmotnost než částice alfa, částice se odchýlí. Úhel bude tím větší, čím blíže k jádru částice prolétá. Rutherford nazval nový model atomu planetárním. Dále Rutherford zjistil (roku 1919), že ozařováním dusíku částicemi alfa vznikají protony. Tento jev vysvětlil tím, že při zásahu jádra dusíku částicí alfa dojde k jaderné reakci, při níž vznikne jádro kyslíku 17 O a uvolní se proton 1 H: Tak byla provedena první jaderná přeměna prvků. Dalekosáhlý význam měl však především objev jaderných reakcí, při nichž vznikal umělý, v přírodě se nevyskytující radioaktivní izotop - radioizotop. Takový děj byl nazván umělá radioaktivita" a o jeho objev se zasloužili F. Joliot-Curie a jeho žena I. Curie v roce Příprava radioizotopů se stala prakticky významnou, když italský fyzik E. Fermi prokázal, že pomocí neutronů lze umělé radioizotopy získat téměř u všech prvků. Ve dvacátých letech se obecně přijímal názor, že jádra atomů jsou tvořena pouze protony. Ruský atomový fyzik G. Gamov navrhl, aby se jádra atomů nebombardovala částicemi alfa, ale aby se k tomuto účelu použilo protonů. To vedlo ke konstrukci částicových urychlovačů podle návrhu G. Gamova. Britský atomový fyzik J. D. Cockroft a E. T. S. Valton postavili roku 1929 první urychlovač částic. Urychloval protony tak silně, že mohly vyvolávat jaderné reakce. Při zkoumání látky alfa částicemi, které použil Rutherford ke svému novému modelu atomu, se přesto nalezl ještě jeden významný objev. V roce 1932 objevil novou částici Chadwick na základě předpovědi dalších fyziků. Touto částicí je neutron, vedle již známého protonu a elektronu třetí částice, za kterých se skládá atom. Chadwick tak vysvětlil podivné chování berylia při pokusech, které již dříve prováděli manželé Curieovi při ozařování berylia částicemi alfa se projevily účinky ve větší vzdálenosti, než jakou jsou schopny urazit částice alfa. Jádro berylia se spojí s částicí alfa, vznikne nový prvek uhlík a částice, která má téměř stejnou hmotnost jako proton, je ale elektricky neutrální neutron. Pro W. Heisenberga byl objev neutronů impulsem k teorii, podle které se atomová jádra neskládají pouze z protonů, jak se dosud předpokládalo, nýbrž z protonů a neutronů. Jeho teorie vysvětlila, proč je velká část atomových jader stabilní. Kladně nabité protony by se musely silně vzájemně odpuzovat. Podle Heisenberga jsou spolu drženy pomocí neutronů. Přitom musí být u lehkých atomů v jádře na jeden proton nejméně jeden neutron, u těžkých atomů musí neutrony dokonce převažovat. U velmi těžkých prvků se vyskytuje menší počet neutronů, jejich jádra jsou však radioaktivní a rozpadají se. Pomocí nové Heisenbergovy teorie bylo možno také lépe vysvětlit a popsat izotopy. Objev neutronu otevřel cestu k největšímu objevu jaderné fyziky 20. století - ke štěpení jader atomů. K objevu štěpných reakcí vedly práce, které zahájil v Římě E. Fermi se svými spolupracovníky. Štěpení jader 5
6 provázelo uvolnění velkého množství energie, ale praktické uplatnění se začalo jevit reálné až tehdy, když se prokázalo, že při štěpení jádra uranu se uvolňuje několik rychlých neutronů. Každý z těchto neutronů po zpomalení může vyvolat štěpení dalších jader atomů uranu a může tak být vyvolána řetězová štěpná reakce. Další vývoj v této oblasti však ovlivnily politické události (2. světová válka). Nové objevy byly prohlášeny za přísně tajné a přestaly se zveřejňovat. Někteří vědci museli ze svých vlastí uprchnout před fašismem (například A. Einstein, E. Fermi, M. Born, L. Meitnerová, L. Szilard, N. Bohr). Existovala reálná obava, že fašistické Německo bude usilovat o vývoj atomové zbraně. Proto z popudu některých fyziků začali na její výrobě pracovat i v USA. Již v roce 1939 A. Einstein referoval prezidentu Spojených států amerických F. D. Rooseveltovi o možném vývoji atomové bomby. Práce se rozběhly v roce 1942 ustavením projektu Manhattan (krycí název pro utajený vývoj atomové bomby). Byl sestaven vědecký tým a bylo vybudováno výzkumné středisko v Los Alamos, továrna na výrobu a obohacování uranu. V čele vědců stál R. Oppenheimer, považovaný za otce americké atomové pumy". Když bylo zřejmé, že se Němcům nepodaří vyrobit atomovou zbraň, někteří vědci navrhovali, aby byly práce na výrobě atomové bomby zastaveny nebo aby nebylo výsledků tohoto úsilí dále použito. Tyto snahy však nebyly vyslyšeny a atomová bomba byla svržena 6. a 9. srpna 1945 na japonská města Hirošima a Nagasaki, která byla prvními a dodnes jedinými cíli atomových bomb. Jen několik dní předtím (16. července) vyzkoušeli nukleární zbraň američtí vědci na poušti White Sands poblíž města Alamogordo v Novém Mexiku. 3 ÚJV ŘEŽ Akciová společnost ÚJV Řež má dlouhodobou vizi být špičkovou vědecko-výzkumnou a inženýrskou společností se zaměřením na využití jaderných technologií v různých oborech a na dlouhodobě udržitelnou energetiku se šetrným vlivem na životní prostředí. Služby poskytované provozovatelům jaderných elektráren v Dukovanech a Temelíně významně přispívají k bezpečnému, spolehlivému a ekonomickému provozu jaderných elektráren, a k bezpečnému nakládání s radioaktivními odpady. Ústav se rovněž významně podílí projekčněinženýrskou činností na obnově klasických elektráren a přípravě výstavby jaderných elektráren. Nukleární medicína je dalším nosným oborem činnosti Ústavu zejména v oblasti diagnostiky různých onemocnění. Všechny prováděné činnosti a poskytované služby jsou dodávány v nejlepší kvalitě. Ta je zabezpečena tradicí, vynikajícími referencemi a udržováním a rozvíjením znalostního potenciálu zaměstnanců. Principy bezpečnosti, jakosti a ochrany životního prostředí jsou základními pilíři pracovních postupů a jsou potvrzeny příslušnými certifikáty. Ústav se účastní 6
7 řady mezinárodních projektů v oblasti jaderného výzkumu, u nichž uplatňuje své odborné kvality a posiluje svoji mezinárodní prestiž a významně se podílí na výchově mladých odborníků na vysokých školách. Ekonomická situace společnosti je dlouhodobě konsolidovaná. Ústav tvoří jeden z význačných pilířů české jaderné energetiky. Obr. 2 Ústav jaderného výzkumu Řež Skupina ÚJV je uskupení organizací výzkumu a vývoje, projekčních a inženýrských služeb, technického inženýringu, výroby speciálních produktů a zařízení a expertních činností v oblastech energetiky, průmyslu a zdravotnictví. Hlavním posláním Skupiny ÚJV je: být klíčovou technicko-inženýrskou a výzkumnou organizací přispívající k rozvoji dlouhodobě udržitelné energetiky v ČR, být významnou součástí Evropského výzkumného prostoru v oblasti energetiky a své znalosti promítat do služeb zákazníkům v EU a v oblastech strategických zájmů EU, znalosti získané v oblasti energetiky zhodnocovat v ostatních průmyslových oblastech. Skupina má několik členů, z nichž je pro naši exkurzi nejvýznamnější Centrum výzkumu Řež s.r.o. Výzkumná organizace je zaměřená na výzkum a vývoj zejména v oblasti jaderné energetiky, provozuje výzkumný reaktor LVR-15 a experimentální reaktor LR-0, je součástí velké infrastruktury výzkumu a vývoje ČR, spolupracuje s vysokými školami na výchově nových odborníků pro energetiku, vytváří kapacity pro odbornou technickou podporu státnímu dozoru. 7
8 4 JADERNÝ REAKTOR 4.1 Historie Při jaderném výzkumu na podkladu spontánní štěpné reakce kromě vývoje zbraní začaly i práce na využití štěpné reakce kontrolované. V USA se tímto problémem zabývala skupina vedená E. Fermim. Té se podařilo 2. prosince 1942 na fotbalovém hřišti chicagské univerzity spustit první atomový reaktor. Palivem byl přírodní uran moderovaný grafitem a reakce probíhala 28 minut. S mírovým využíváním jaderné energie se začalo brzy po válce. První jaderný reaktor v Evropě postavil v Paříži F. Joliot-Curie v roce Jaderný reaktor je "srdcem" jaderné elektrárny. Jde o zařízení, v němž probíhá štěpná reakce. K hlavním komponentám, které umožňují provoz reaktoru, patří palivo, moderátor, absorbátor a chladivo. Obr. 3 Jaderný reaktor 4.2 Jaderné palivo Vsázka paliva do reaktoru typu VVER představuje dané množství UO2 ve tvaru válečků (pelet). Ty jsou uloženy v palivových proutcích sdružených do palivových souborů (kazet). Energetický obsah jedné pelety (v reaktoru jsou jich řádově desítky milionů) nahradí 1,6 t hnědého uhlí. Tato energie se z pelety získává v průběhu 4 let. Palivo se vkládá do aktivní zóny reaktoru. Palivové proutky jsou chráněny povlakem ze speciální slitiny, nejčastěji 8
9 na bázi zirkonia. Tento povlak zaručuje předání tepla z paliva chladivu a zároveň nepropustí radioaktivní štěpné produkty. 4.3 Chladivo Štěpící se materiál vyžaduje neustálé ochlazování tak, aby nedošlo k roztavení povlaku jaderného proutku, úniku štěpných produktů a aby byla zajištěna bezpečnost reaktoru. To zajišťuje chladivo, které odvádí teplo tam, kde ho lze využít. Jako chladivo se nejlépe osvědčuje obyčejná voda, těžká voda, oxid uhličitý, helium, v rychlých reaktorech také sodík, olovo a některé soli nebo slitiny. 4.4 Regulace moderátor, absorbátor K nastartování reaktoru se používá vnější neutronový zdroj. Pravděpodobnost, že při svém letu neutron rozštěpí jádro izotopu uranu 235, je malá, spíše se při srážce s ním jen odrazí, aniž by předal část své velké energie. Je třeba ho zpomalit. Látkou, která neutrony zpomaluje, je tzv. moderátor. Moderátorem bývá u reaktoru, kde štěpení obstarávají pomalé neutrony, nejčastěji voda, ale také grafit nebo těžká voda (D2O). U reaktorů, které pracují na bázi rychlých neutronů, moderátor chybí. Živelnému štěpení zabraňuje tzv. absorbátor, který zachycuje přebytečné neutrony. Absorbátor se do aktivní zóny vkládá také ve formě tyčí, podobně jako palivo. Výkon reaktoru se reguluje výškou vytažení nebo zasunutí regulačních tyčí do aktivní zóny. 4.5 Bezpečnost jaderného reaktoru Při konstrukci jaderné elektrárny se klade hlavní důraz na bezpečnost reaktoru. Pro případ okamžitého zastavení reaktoru jsou připraveny havarijní tyče. V nich bývá mnohem vyšší koncentrace absorbátoru než v tyčích regulačních. Havarijní tyče jsou vysunuty nad aktivní zónu, kde je drží elektromagnety. V případě nebezpečné havárie elektrárny havarijní signál vypne elektromagnety a tyče spadnou do aktivní zóny reaktoru a štěpnou reakci zastaví. 4.6 Konstrukce jaderného reaktoru Reaktor je v podstatě veliká nádoba nebo soustava nádob, která musí odolávat vysokým tlakům, teplotám a intenzivnímu toku neutronů. V současnosti se používají tři typy nádob reaktoru: Reaktor s tlakovou nádobou je vhodný tam, kde je objem paliva přibližně stejně velký jako objem moderátoru. Reaktorová nádoba je vyrobena ze speciální nerezavějící oceli, průměr bývá okolo 7 metrů a výška až 23 metrů. 9
10 Reaktory s nádobou ze železobetonu se používají v elektrárnách, kde se ke zpomalování neutronů využívá grafit. Vnitřní rozměry takových železobetonových nádob dosahují desítek metrů. Jsou velmi odolné proti tlaku. Reaktor s tlakovými trubkami je vhodný v případech, kde objem moderátoru je mnohem větší než objem paliva. Palivo je umístěno v trubkách obklopených bloky moderátoru. Celý systém je uzavřen v betonové budově. 4.7 Bezpečnost jaderných reaktorů Nejdůležitějšími faktory sledovanými u projektů jaderných reaktorů jsou bezpečnost, ekonomická výhodnost provozu a vyloučení vojenského zneužití. Většina projektů budoucích jaderných elektráren navazuje na dnešní osvědčené typy, které zpravidla využívají tlakovodní reaktory (viz "typy reaktoru"). Jejich projekty vycházejí ze dvou bezpečnostních principů: tzv. inherentní bezpečnost využívá základní fyzikální principy, které samy vyloučí nebezpečí havárie atomové elektrárny, tzv. pasivní bezpečnost zmírňuje následky případných havárií; ta spolu s bariérami zabrání uniku nebezpečných látek i v případě, že by aktivní bezpečnostní a havarijní technika selhaly. 5 URYCHLOVAČE ČÁSTIC V přírodě se vyskytují částice s obrovskými energiemi jsou to částice kosmického záření, které neustále dopadá na Zemi z vesmíru. V kosmickém záření byla objevena další částice pozitron. Je to částice téměř totožná s elektronem, má pouze opačný kladný náboj. Patří do velké skupiny, kterým říkáme antičástice. K pozorování a zkoumání vlastností částic používají fyzikové různé detektory, některé z nich mohou zobrazovat i trajektorie částic. Často jsou detektory doplňovány magnetickým polem, které umožňuje zjistit energie a elektrické náboje částic. Kosmické záření sice obsahuje částice velkých energií, ty jsou ale vzácné a přilétají v náhodných směrech v náhodných časových okamžicích. Pro pokusy potřebovali fyzikové zdroj částic s velkou energií, kterou by mohli řídit a směrovat podle potřeby. Tak vznikly urychlovače částic. Základem nejjednoduššího urychlovače je Van de Graafův zdroj vysokého napětí. Využívá se toho, že pokud má částice elektrický náboj Q a proletí mezi body s elektrickým napětím U, získá energii E = Q U. Pokud má částice náboj rovný náboji elektronu nebo protonu, získá při průletu napětím 1 voltu energii, kterou označujeme 10
11 1 elektronvolt. Je to energie velmi malá: 1, 6 10 J. Při průletu napětím 10 milionů voltů je to ale už 10 MeV a to je víc, než mají částice alfa z radioaktivní přeměny. Van de Graafův zdroj vysokého napětí je poměrně jednoduché zařízení, které se používá i při pokusech z fyziky na základní škole. Větší generátory dosahují napětí několika desítek tisíc až několika desítek milionů voltů. Skutečné provedení urychlovače obsahuje kromě nezbytných součástí Van de Graafova zdroje ještě další zařízení. Protože by v atmosféře hrozilo vybití konduktoru jiskrovým výbojem do země, umisťuje se celý urychlovač do nádoby se stlačeným plynem, která má velkou odolnost proti průrazu výbojem. Urychlovačem, kterým je možné získat částice s podstatně větší energií, je lineární urychlovač. Ten umožňuje urychlovat částice opakovaným průletem mezi elektrodami s vysokým napětím. Základem je soustava elektrod ve tvaru válcových plášťů se společnou osou, které jsou umístěny ve vakuové nádobě. Liché i sudé elektrody jsou propojeny a je na ně připojeno vysoké střídavé napětí. 19 Obr. 4 Lineární urychlovač Před první elektrodou je v ose umístěn zdroj částic, které chceme urychlovat. Jsou-li například tyto částice kladné, vypustí se v okamžiku, kdy je první (současně i 3., 5., 7. ad.) elektroda záporná. Záporná elektroda přitáhne částice. Vlétnou-li částice dovnitř válce, přestane na ně působit elektrické pole, protože to je uvnitř vodiče nulové. První válec má výšku (délku), která je vypočítána tak, aby doba rovnoměrného přímočarého pohybu částic uvnitř válce byla rovná půlperiodě střídavého napětí. Proto je v okamžiku, kdy částice vylétají z první elektrody druhá elektroda záporná a opět částice v mezeře mezi první a druhou 11
12 elektrodou urychlí. Uvnitř druhé elektrody je elektrické pole opět nulové a částice se pohybují rovnoměrně přímočaře. Protože ale mají už větší rychlost, druhá elektroda musí být delší. Do mezery mezi druhou a třetí elektrodou vyjdou částice opět v okamžiku, kdy je třetí elektroda záporná. Je-li proto mezer mezi elektrodami n, částice mají náboj Q a amplituda střídavého napětí je U, mají částice na konci energii E = 2 n Q U. Dvojka je tam proto, že částice je v každé mezeře urychlována napětím 2 U (zadní elektroda má napětí + U, přední U ). V současnosti je největším lineárním urychlovačem urychlovač v Kalifornii s označením SLAC. Collider je označení pro urychlovače, ve kterých se urychlují dva svazky částic. Ty se pak nasměrují do opačných směrů a srážejí se. Energie při srážce je mnohem větší, než energie při nárazu do klidné částice důkaz bude na dalším obrázku. Na urychlovači SLAC bylo objeveno několik nových částic. Již v roce 1969 to bylo potvrzení kvarkové struktury hadronů, význam má tento urychlovač dodnes. Například v roce 2003 byla objevena zajímavá částice složená ze 4 kvarků. Důvodem, proč se stále častěji staví urychlovače, ve kterých se srážejí částice letící proti sobě, je relativita. Částice s tak obrovskými energiemi se pohybují téměř rychlostí světla ve vakuu. Proto s energií již neroste jejich rychlost, ale hmotnost. Elektrony urychlené ve SLACu mají například hmotnost, která je stotisíckrát větší než hmotnost v klidu. Jsou asi 60x těžší než proton. Takovou částici již nemá smysl nechat narážet na jinou částici, která je v klidu. Podobalo by se to nárazu automobilu na mouchu. Energie srážky by byla nepatrná. Matematickým rozborem je možné vypočítat energii srážky pohybující se a klidné částice. Urychlíme-li například proton na energii 200 GeV, uvolní se při srážce s klidným protonem energie jen 20 GeV. Srazí-li se protony s energií 200 GeV, bude energie srážky 400 GeV, což je 20x více než při terčíkové metodě. Collidery mají samozřejmě také nevýhodu: částice jsou nesmírně malé a pravděpodobnost, že se neminou, je daleko menší než při terčíkové metodě, při které je klidných částic mnohonásobně více. Existuje projekt na obrovský lineární urychlovač TESLA. Měl být u výzkumného centra DESY v Hamburku. V tunelu délky 33 km měly být postaveny dva lineární urychlovače, které by umožnily urychlovat a srážet elektrony s energií až 250 GeV. Tento projekt se však zatím neuskutečnil pro veliké náklady. V našich končinách je díky velké medializaci nejvíce znám komplex urychlovačů CERN se sídlem v Ženevě. Vědečtí pracovníci z ÚJF v Řeži spolupracují právě s Evropskou organizací pro jaderný výzkum CERN. 12
13 Obr. 5 Komplex urychlovačů CERN Výzkum se zde provádí na cyklotronu, což je kruhový urychlovač. Jeden z druhů kruhových urychlovačů synchrotron, což byl mj. první urychlovač v CERNU, je druh urychlovače částic, ve kterém je magnetické pole a elektrické pole určitým způsobem synchronizováno s "prolétajícími" částicemi. 13
14 6 PRACOVIŠTĚ ÚJV ŘEŽ - JADERNÉ REAKTORY A URYCHLOVAČE ČÁSTIC 6.1 Výzkumný reaktor LR-0 Poskytuje vědecko-technickou základnu pro experimenty v oblasti fyziky aktivní zóny a stínění lehkovodních reaktorů typu VVER (stejně jako Temelín, Dukovany), PWR ( západní konstrukce) a experimenty související se skladováním vyhořelého paliva z jaderných elektráren a s perspektivními směry v jaderné energetice. Reaktor LR-0 je řešen univerzálním způsobem, vhodným pro realizaci fyzikálních experimentů na aktivních zónách typu VVER. 6.2 Výzkumný reaktor LVR-15 Reaktor LVR-15 je výzkumný lehkovodní reaktor tankového typu umístěný v beztlakové nerezové nádobě pod stínicím víkem, s nuceným chlazením, s palivem typu IRT-4M (obohacení do 20 % U-235) a s provozním tepelným výkonem do 10 MW. Reaktor slouží pro potřeby materiálového výzkumu a k výrobě radioizotopů. Na zkoumaných objektech analyzuje, z jakých materiálů je tvořen a proč. Obr. 6 Výzkumný reaktor LVR-15 14
15 Obr. 7 Mapa jaderného reaktoru LVR Urychlovač tandetron Tandetron je typ lineárního urychlovače iontů, který dovoluje urychlovat od toho nejlehčího vodíku až k tomu nejtěžšímu, kterým je v našem případě zlato. K urychlování se používá elektrostatické pole. Tento moderní urychlovač se využívá hlavně k výzkumu vlastností různých materiálů nebo k jejich úpravám. Může velice přesně měřit povrchové vlastnosti a chemické složení materiálu i jejich změny, a to s hloubkou pod povrchem. 6.4 PET Centrum PET Centrum je moderní specializované pracoviště, na kterém se připravují radioaktivní léčiva. Jedná se o nejnovější budovu v areálu, dokončenou v dubnu Srdcem unikátního vybavení je cyklotron, který slouží k přípravě radioaktivních atomů. Součástí jsou specializované laboratoře, na nichž se provádí kontrola připravených léčiv. 15
16 6.5 Laboratoř borové chemie Aplikace základního výzkumu Chemie klastrových hydridů boru má na Ústavu anorganické chemie AV ČR dlouhou tradici. Za dobu své existence si díky úspěchům v oblasti základního výzkumu a aplikací těchto poznatků získal respekt široké světové vědecké komunity. 7 ZÁVĚR Absolvování této exkurze by mělo přiblížit studentům praktický náhled na různé oblasti jaderného výzkumu a na problematiku jaderné energie, tedy na oblasti, které jsou v současné době hojně medializovány a které dosud měli možnost poznat pouze v teoretických aspektech. Nedílnou součástí studia fyziky je pozorování probíhajících procesů za účelem komplexního chápání podstaty přírodních dějů. Názornější představu o jaderném výzkumu, jaderné bezpečnosti a budoucnosti jaderné energie by účastníci neměli možnost získat jinde než právě v Ústavu jaderného výzkumu v Řeži u Prahy, jelikož zde se nachází naprosto unikátní zařízení, která jsou ojedinělá v rámci ČR. LITERATURA 1. RAUNER, Karel, Václav HAVEL a Miroslav RANDA. NAKLADATELSTVÍ FRAUS. Fyzika 9: učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. 1. vydání. Plzeň: Fraus, ISBN mp=
FYZIKA MIKROSVĚTA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník
FYZIKA MIKROSVĚTA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník Mikrosvět Svět o rozměrech 10-9 až 10-18 m. Mikrosvět není zmenšeným makrosvětem! Chování v mikrosvětě popisuje kvantová
VíceOcelov{ n{stavba (horní blok) jaderného reaktoru
Anotace Učební materiál EU V2 1/F17 je určen k výkladu učiva jaderný reaktor fyzika 9. ročník. UM se váže k výstupu: žák vysvětlí princip jaderného reaktoru. Jaderný reaktor Jaderný reaktor je zařízení,
VíceHISTORIE ATOMU. M g r. ROBERT P ECKO TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY
HISTORIE ATOMU M g r. ROBERT P ECKO TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY Historie atomu (modely) Mgr. Robert Pecko Období bez modelu pojetí hmoty
VíceUrychlovače částic principy standardních urychlovačů částic
Urychlovače částic principy standardních urychlovačů částic Základní info technické zařízení, které dodává kinetickou energii částicím, které je potřeba urychlit nabité částice jsou v urychlovači urychleny
VíceAtomové jádro Elektronový obal elektron (e) záporně proton (p) kladně neutron (n) elektroneutrální
STAVBA ATOMU Výukový materiál pro základní školy (prezentace). Zpracováno v rámci projektu Snížení rizik ohrožení zdraví člověka a životního prostředí podporou výuky chemie na ZŠ. Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.16/02.0018
VíceJADERNÁ ENERGIE. Jaderné reakce, které slouží k uvolňování jaderné energie, jsou jaderná syntéza a jaderné štěpení.
JADERNÁ ENERGIE Jaderné reakce, které slouží k uvolňování jaderné energie, jsou jaderná syntéza a jaderné štěpení.. Jaderná syntéza (termonukleární reakce): Je děj, při němž složením dvou lehkých jader
VíceLukáš Feřt SPŠ dopravní, Plzeň, Karlovarská 99,
Lukáš Feřt SPŠ dopravní, Plzeň, Karlovarská 99, 326 00 V rámci projektu: Inovace odborného vzdělávání na středních školách zaměřené na využívání energetických zdrojů pro 21. století něco jako kuličku První
VíceChemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou
Chemie Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou JÁDRO ATOMU A RADIOAKTIVITA VY_32_INOVACE_03_3_03_CH Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou Atomové jádro je vnitřní
VíceDUM označení: VY_32_INOVACE_... Jméno autora výukového materiálu: Ing. Jitka Machková Škola: Základní škola a mateřská škola Josefa Kubálka Všenory
DUM označení: VY_32_INOVACE_... Jméno autora výukového materiálu: Ing. Jitka Machková Škola: Základní škola a mateřská škola Josefa Kubálka Všenory Karla Majera 370, 252 31 Všenory Datum (období) vytvoření:
VíceJádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony
Otázka: Atom a molekula Předmět: Chemie Přidal(a): Dituse Atom = základní stavební částice všech látek Skládá se ze 2 částí: o Kladně nabité jádro o Záporně nabitý elektronový obal Jádro se skládá z kladně
VíceJADERNÁ ENERGIE. Při chemických reakcích dochází ke změnám v elektronových obalech atomů. Za určitých podmínek mohou změnám podléhat i jádra atomů.
JADERNÁ ENERGIE Při chemických reakcích dochází ke změnám v elektronových obalech atomů. Za určitých podmínek mohou změnám podléhat i jádra atomů. HISTORIE Profesor pařížské univerzity Sorbonny Antoine
VíceJaderná energetika (JE)
Jaderná energetika (JE) Pavel Zácha 2015-02 Program přednášek - úvod do jaderné energetiky - základy jaderné fyziky - skladba atomu, stabilita jader, vazebná energie, radioaktivita, jaderné reakce, štěpná
VíceVlastnosti atomových jader Radioaktivita. Jaderné reakce. Jaderná energetika
Jaderná fyzika Vlastnosti atomových jader Radioaktivita Jaderné reakce Jaderná energetika Vlastnosti atomových jader tomové jádro rozměry jsou řádově 1-15 m - složeno z protonů a neutronů Platí: X - soustředí
VícePROJEKT ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/ PŘEDMĚT VYUŽITÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE
PROJEKT ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/02.0010 PŘEDMĚT VYUŽITÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE Obor: Ročník: Zpracoval: Elektrikář - silnoproud Třetí Bc. Miroslav Navrátil PROJEKT ŘEMESLO
VíceATOM. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 25. 7. 2012. Ročník: osmý
ATOM Autor: Mgr. Stanislava Bubíková Datum (období) tvorby: 25. 7. 2012 Ročník: osmý Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Částicové složení látek a chemické prvky 1 Anotace: Žáci se seznámí se
VíceFyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK
Fyzikální vzdělávání 1. ročník Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník 1 Fyzika atomu - model atomu struktura elektronového obalu atomu z hlediska energie atomu - stavba atomového jádra; základní nukleony
VíceVY_52_INOVACE_VK64. Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen červen 2013 Ročník, pro který je VM určen
VY_52_INOVACE_VK64 Jméno autora výukového materiálu Věra Keselicová Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen červen 2013 Ročník, pro který je VM určen Vzdělávací oblast, obor, okruh, téma Anotace 8. ročník
VíceJADERNÁ ENERGIE. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 25. 6. 2012. Ročník: devátý
Autor: Mgr. Stanislava Bubíková JADERNÁ ENERGIE Datum (období) tvorby: 25. 6. 2012 Ročník: devátý Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Chemické reakce; chemie a společnost 1 Anotace: Žáci se
VíceFYZIKA ATOMOVÉHO JÁDRA
FYZIKA ATOMOVÉHO JÁDRA Je to nejstarší obor fyziky Stručně jaderná nebo nukleární fyzika Zabývá se strukturou jader, jadernými ději a jejich využití v praxi JÁDRO ATOMU Tvoří centrální část atomu o poloměru
VíceJaderná elektrárna. Martin Šturc
Jaderná elektrárna Martin Šturc Princip funkce Štěpení jader Štěpení jader Štěpení těžkých se nejsnáze vyvolá neutronem. Přestože štěpení jader je vždy exotermická reakce, musí mít dopadající neutron určitou
VíceRadioaktivita,radioaktivní rozpad
Radioaktivita,radioaktivní rozpad = samovolná přeměna jader nestabilních nuklidů na jiná jádra, za současného vyzáření neviditelného radioaktivního záření Výskyt v přírodě v přírodě se vyskytuje 264 stabilních
VíceATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA
ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA 16. JADERNÝ REAKTOR Autor: Ing. Eva Jančová DESS SOŠ a SOU spol. s r. o. JADERNÝ REAKTOR Jaderný reaktor je zařízení, ve kterém probíhá řetězová jaderná reakce, kterou lze
VíceAtomová a jaderná fyzika
Mgr. Jan Ptáčník Atomová a jaderná fyzika Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka Atom - historie Starověk - Démokritos 19. století - první důkazy Konec 19. stol. - objev elektronu Vznik modelů atomu Thomsonův
Více[KVANTOVÁ FYZIKA] K katoda. A anoda. M mřížka
10 KVANTOVÁ FYZIKA Vznik kvantové fyziky zapříčinilo několik základních jevů, které nelze vysvětlit pomocí klasické fyziky. Z tohoto důvodu musela vzniknout nová teorie, která by je přijatelně vysvětlila.
Více2. ATOM. Dualismus částic: - elektron se chová jako hmotná částice, ale také jako vlnění
Na www.studijni-svet.cz zaslal(a): Kikusska94 2. ATOM HISTORIE NÁZORŮ NA STAVBU ATOMU - Leukippos (490 420 př. n. l.) - Demokritos (460 340 př. n. l.) - látka je tvořená atomy, které se dále nedělí (atomos
VíceTheory Česky (Czech Republic)
Q3-1 Velký hadronový urychlovač (10 bodů) Než se do toho pustíte, přečtěte si prosím obecné pokyny v oddělené obálce. V této úloze se budeme bavit o fyzice částicového urychlovače LHC (Large Hadron Collider
VíceStruktura elektronového obalu
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Struktura elektronového obalu Představy o modelu atomu se vyvíjely tak, jak se zdokonalovaly možnosti vědy
VíceVY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE
VY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Kalous Základní a mateřská škola Bělá nad Radbuzou, 2011 Jaderná energie je energie, která existuje
VíceR10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika
Fyzika pro střední školy II 84 R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A R10.1 Fotovoltaika Sluneční záření je spojeno s přenosem značné energie na povrch Země. Její velikost je dána sluneční neboli solární
VíceAtom jeho složení a struktura Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje
Atom jeho složení a struktura Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje 16.3.2009,vyhotovila Mgr. Alena Jirčáková Atom atom (z řeckého átomos nedělitelný)
VíceRadioaktivita a radionuklidy - pozitivní i negativní účinky a využití. Jméno: Ondřej Lukas Třída: 9. C
Radioaktivita a radionuklidy - pozitivní i negativní účinky a využití Jméno: Ondřej Lukas Třída: 9. C Co to je Radioaktivita/Co je radionuklid Radioaktivita = Samovolná přeměna atomových jader Objev 1896
VíceIntegrovaná střední škola, Hlaváčkovo nám. 673, Slaný
Označení materiálu: VY_32_INOVACE_STEIV_FYZIKA2_12 Název materiálu: Elektrický proud v plynech. Tematická oblast: Fyzika 2.ročník Anotace: Prezentace slouží k výkladu elektrického proudu v plynech. Očekávaný
VícePOKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II
POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II FOTOELEKTRICKÝ JEV VNĚJŠÍ FOTOELEKTRICKÝ JEV na intenzitě záření závisí jen množství uvolněných elektronů, ale nikoliv energie jednotlivých elektronů energie elektronů
VíceElektroenergetika 1. Jaderné elektrárny
Jaderné elektrárny Vazební energie jádra Klidová hmotnost jádra všech prvků a izotopů je menší než je součet hmotností všech nukleonů -> hmotnostní defekt m j m j = Nm n + Zm p m j Kde m n je klidová hmotnost
VíceVysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice
KAPITOLA 2: PRVEK Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora
VíceKateřina Fišerová - Seminární práce k předmětu Didaktika fyziky
Kateřina Fišerová - Seminární práce k předmětu Didaktika fyziky Problémová situace První jaderný reaktor spustil 2. prosince 942 na univerzitě v Chicagu italský fyzik Enrico Fermi se svými spolupracovníky.
VíceATOMOVÉ JÁDRO A JEHO STRUKTURA. Aleš Lacina Přírodovědecká fakulta MU, Brno
ATOMOVÉ JÁDRO A JEHO STRUKTURA Aleš Lacina Přírodovědecká fakulta MU, Brno "Poněvadž a-částice... procházejí atomem, pečlivé studium odchylek "těchto střel" od původního směru může poskytnout představu
VíceVýukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám
Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0996 Šablona: III/2 č. materiálu: VY_32_INOVACE_FYZ_379 Jméno autora: Mgr. Alena Krejčíková Třída/ročník:
VícePOKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE III
POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE III FOTOELEKTRICKÝ JEV OBJEV ATOMOVÉHO JÁDRA 1911 Rutherford některé radioaktivní prvky vyzařují částice α, jde o kladné částice s nábojem 2e a hmotností 4 vodíkových
VíceJE+ZJE Přednáška 1. Jak stará je jaderná energetika?
JE+ZJE Přednáška 1 Jak stará je jaderná energetika? Experimental Breeder Reactor 1. kritický stav 24. srpna 1951. 20. prosince poprvé vyrobena elektřina z jaderné energie. Příští den využita pro osvětlení
VíceInovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ
Název projektu Číslo projektu Název školy Autor Název šablony Název DUMu Stupeň a typ vzdělávání Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Tematický okruh Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ CZ.1.07/1.5.00/34.0748
VíceAtomová fyzika - literatura
Atomová fyzika - literatura Literatura: D.Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fyzika (Část 5: Moderní fyzika), I. Úlehla, M. Suk, Z. Trnka: Atomy, jádra, částice, Akademia, Praha, 1990. A. Beiser: Úvod do
VíceI = Q t. Elektrický proud a napětí ELEKTRICKÝ PROUD A NAPĚTÍ. April 16, 2012. VY_32_INOVACE_47.notebook. Elektrický proud
Základní škola Nový Bor, náměstí Míru 128, okres Česká Lípa, příspěvková organizace email: info@zsnamesti.cz; www.zsnamesti.cz; telefon: 487 722 010; fax: 487 722 378 Registrační číslo: CZ.1.07/1.4.00/21.3267
VíceJaderná energetika Je odvětví energetiky a průmyslu, které se zabývá především výrobou energie v jaderných elektrárnách, v širším smyslu může jít i o
Anotace Učební materiál EU V2 1/F18 je určen k výkladu učiva jaderná energetika fyzika 9. ročník. UM se váže k výstupu: žák vysvětlí princip jaderného reaktoru, zhodnotí výhody a nevýhody využívání různých
VíceZa hranice současné fyziky
Za hranice současné fyziky Zásadní změny na počátku 20. století Kvantová teorie (Max Planck, 1900) teorie malého a lehkého Teorie relativity (Albert Einstein) teorie rychlého (speciální relativita) Teorie
Více29. Atomové jádro a jaderné reakce
9. tomové jádro a jaderné reakce tomové jádro je složeno z nukleonů, což jsou protony (p + ) a neutrony (n o ). Průměry atomových jader jsou řádově -5 m. Poznámka: Poloměr atomového jádra je dán vztahem:
VíceRADIOAKTIVITA KAP. 13 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE. Typy radioaktivního záření
KAP. 3 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE sklo barvené uranem RADIOAKTIVITA =SCHOPNOST NĚKTERÝCH ATOMOVÝCH JADER VYSÍLAT ZÁŘENÍ přírodní nuklidy STABILNÍ NKLIDY RADIONKLIDY = projevují se PŘIROZENO RADIOAKTIVITO
VíceJaderné elektrárny I, II.
Jaderné elektrárny I, II. Jaderné elektrárny I. Úvod do jaderných elektráren, teorie reaktorů, vznik tepla v reaktoru a ochrana před ionizujícím zářením. Jaderné elektrárny II. Jaderné elektrárny typu
VíceATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU
Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: CHEMIE PRVNÍ Mgr. Tomáš MAŇÁK 20. říjen 202 Název zpracovaného celku: ATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU Leukippos, Démokritos (5. st. př. n. l.; Řecko).
VícePotřebné pomůcky Sešit, učebnice, pero
Potřebné pomůcky Druh interaktivity Cílová skupina Stupeň a typ vzdělání Potřebný čas Velikost Zdroj Sešit, učebnice, pero Výklad, aktivita žáků 9. ročník 2. stupeň, ZŠ 45 minut 754 kb Viz použité zdroje
VíceLineární urychlovače. Jan Pipek jan.pipek@gmail.com 24.11.2011 Dostupné na http://fjfi.vzdusne.cz/urychlovace
Lineární urychlovače Jan Pipek jan.pipek@gmail.com 24.11.2011 Dostupné na http://fjfi.vzdusne.cz/urychlovace Lineární urychlovače Elektrostatické urychlovače Indukční urychlovače Rezonanční urychlovače
VícePRO VAŠE POUČENÍ. Kdo se bojí radiace? ÚVOD CO JE RADIACE? Stanislav Kočvara *, VF, a.s. Černá Hora
Kdo se bojí radiace? Stanislav Kočvara *, VF, a.s. Černá Hora PRO VAŠE POUČENÍ ÚVOD Od počátků lidského rodu platí, že máme strach především z neznámého. Lidé měli v minulosti strach z ohně, blesku, zatmění
VíceVýukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám
Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3665 Šablona: III/2 č. materiálu: VY_32_INOVACE_136 Jméno autora: Mgr. Eva Mohylová Třída/ročník:
VíceČíslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Model atomu Číslo DUM: III/2/FY/2/2/2 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Elektrické a
Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3811 Název DUM: Model atomu Číslo DUM: III/2/FY/2/2/2 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Elektrické a magnetické jevy Autor: Mgr. Petra Kejkrtová Anotace: Žák
VíceGymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115
Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 5 Číslo projektu: CZ..07/.5.00/34.040 Číslo šablony: 7 Název materiálu: Ročník: Identifikace materiálu: Jméno autora: Předmět: Tématický celek: Atom
VíceExperiment ATLAS. Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns. tj. s frekvencí. Počet kanálů detektoru je 150 mil.
Experiment ATLAS Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns tj. s frekvencí 40 MHz Počet srážek 40 MHz x 20 = 800 milionů / s Počet kanálů detektoru je 150 mil. Po 1. úrovni rozhodování (L1 trigger)
VíceElektroenergetika 1. Jaderné elektrárny
Jaderné elektrárny Vazební energie jádra Klidová hmotnost jádra všech prvků a izotopů je menší než je součet hmotností všech nukleonů -> hmotnostní defekt m j m j = Nm n + Zm p m j Kde m n je klidová hmotnost
VíceELEKTRICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Prima
ELEKTRICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Prima Elektrování třením Při tření těles z určitých materiálů působí tyto tělesa na drobné předměty silou. Tato síla je někdy přitažlivá,
VíceFyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/02.0012 GG OP VK
Fyzikální vzdělávání 1. ročník Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník 1 Elektřina a magnetismus - elektrický náboj tělesa, elektrická síla, elektrické pole, kapacita vodiče - elektrický proud v látkách, zákony
VíceRegistrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3075
Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3075 Šablona: III/2 Sada: VY_32_INOVACE_5IS Ověření ve výuce Třída 9. B Datum: 19. 12. 2012 Pořadové číslo 09 1 RADIOAKTIVITA Předmět: Ročník: Jméno autora:
VíceJADERNÁ FYZIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník
JADERNÁ FYZIKA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník Základní pojmy Jaderná síla - drží u sebe nukleony, velmi krátký dosah, nasycení Vazebná energie jádra: E V = ( Z m p + N
VíceVY_32_INOVACE_06_III./7._STAVBA ATOMOVÉHO JÁDRA
VY_32_INOVACE_06_III./7._STAVBA ATOMOVÉHO JÁDRA Fyzika atomového jádra Stavba atomového jádra Protonové číslo Periodická soustava prvků Nukleonové číslo Neutron Jaderné síly Úkoly zápis Stavba atomového
VíceOBECNÁ CHEMIE. Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO.
OBECNÁ CHEMIE Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO burda@karlov.mff.cuni.cz HMOTA, JEJÍ VLASTNOSTI A FORMY Definice: Každý hmotný objekt je charakterizován dvěmi vlastnostmi
VíceCentrum výzkumu Řež s.r.o. Centrum výzkumu Řež se představuje
Centrum výzkumu Řež se představuje 1 Založeno 2002, VaV organizace zaměřena na vývoj technologií v energetice Člen Skupiny ÚJV Centrum výzkumu Řež (CVR) stručně Vizí společnosti je: Být silnou, ekonomicky
VíceCZ.1.07/1.1.30/01.0038
Monitorovací indikátor: 06.43.10 Počet nově vytvořených/inovovaných produktů Akce: Přednáška, KA 5 Číslo přednášky: 29 Téma: RADIOAKTIVITA A JADERNÝ PALIVOVÝ CYKLUS Lektor: Ing. Petr Konáš Třída/y: 3ST,
VíceLetní škola RADIOAKTIVNÍ LÁTKY a možnosti detoxikace
Letní škola 2008 RADIOAKTIVNÍ LÁTKY a možnosti detoxikace 1 Periodická tabulka prvků 2 Radioaktivita radioaktivita je schopnost některých atomových jader odštěpovat částice, neboli vysílat záření jádro
Více4.4.6 Jádro atomu. Předpoklady: Pomůcky:
4.4.6 Jádro atomu Předpoklady: 040404 Pomůcky: Jádro je stotisíckrát menší než vlastní atom (víme z Rutherfordova experimentu), soustřeďuje téměř celou hmotnost atomu). Skládá se z: protonů: kladné částice,
VíceVEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V PLYNU, SAMOSTATNÝ A NESAMOSTATNÝ VÝBOJ
Škola: Autor: DUM: Vzdělávací obor: Tematický okruh: Téma: Masarykovo gymnázium Vsetín Mgr. Jitka Novosadová MGV_F_SS_2S2_D19_Z_ELMAG_Vedeni_elektrickeho_proudu_v_ plynech_samostatny_a_nesamostatny_vyboj_pl
VícePlazma v technologiích
Plazma v technologiích Mezi moderními strojírenskými technologiemi se stále častěji prosazují metody využívající různé formy plazmatu. Plazma je plynné prostředí skládající se z poměrně volných částic,
Více2. Atomové jádro a jeho stabilita
2. Atomové jádro a jeho stabilita Atom je nejmenší hmotnou a chemicky nedělitelnou částicí. Je tvořen jádrem, které obsahuje protony a neutrony, a elektronovým obalem. Elementární částice proton neutron
VíceVyhořelé jaderné palivo
Vyhořelé jaderné palivo Jaderné palivo - složení Jaderné palivo je palivo, z něhož se energie uvolňuje prostřednictvím jaderných reakcí Nejběžnějším typem jaderného paliva je obohacený uran ve formě oxidu
Více8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL
8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL 1) Popiš Daltonovu atomovou teorii postuláty. (urči, které platí dodnes) 2) Popiš Rutherfordův planetární model atomu a jeho přínos. 3) Bohrův model atomu vysvětli kvantování
VíceJaderný palivový cyklus - Pracovní list
Číslo projektu Název školy Předmět CZ.107/1.5.00/34.0425 INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ BENEŠOV Černoleská 1997, 256 01 Benešov BIOLOGIE A EKOLOGIE Tematický okruh Téma Ročník 2. Autor Klasické energie
VíceZákladní škola, Ostrava Poruba, Bulharská 1532, příspěvková organizace
Fyzika - 6. ročník Uvede konkrétní příklady jevů dokazujících, že se částice látek neustále pohybují a vzájemně na sebe působí stavba látek - látka a těleso - rozdělení látek na pevné, kapalné a plynné
VíceATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA
ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA 12. JADERNÁ FYZIKA, STAVBA A VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA Autor: Ing. Eva Jančová DESS SOŠ a SOU spol. s r. o. JADERNÁ FYZIKA zabývá strukturou a přeměnami atomového jádra.
VíceJaderné reaktory blízké i vzdálené budoucnosti, vyhořelé jaderné palivo - současné trendy a moznosti
Jaderné reaktory blízké i vzdálené budoucnosti, vyhořelé jaderné palivo - současné trendy a moznosti aneb co umí, na čem pracují a o čem sní jaderní inženýři a vědci... Tomáš Bílý tomas.bily@fjfi.cvut.cz
VíceSTŘEDOČESKÝ KRAJ ANTIHMOTA
ENERSOL 2011 STŘEDOČESKÝ KRAJ ANTIHMOTA Adresa autora projektu: Jméno, příjmení autorů projektu Enersol 2011: Jakub Rohan, Richard Měcháček Učební, studijní obor, ročník studia: Informační technologie,
VíceSimulace provozu JE s reaktory VVER 440 a CANDU 6
Simulace provozu JE s reaktory VVER 440 a CANDU 6 Jakub Tejchman jakub.tejchman@seznam.cz Martin Veselý martin.veslo@seznam.cz JE s reaktorem VVER 440 VVER = PWR (anglický ekvivalent) - tlakovodní reaktor,
VíceChemické složení vesmíru
Společně pro výzkum, rozvoj a inovace - CZ/FMP.17A/0436 Chemické složení vesmíru Jak sledujeme chemické složení ve vesmíru? Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Mendelova univerzita v Brně,
VíceVEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH
VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH Jan Hruška TV-FYZ Ahoj, tak jsme tady znovu a pokusíme se Vám vysvětlit problematiku vedení elektrického proudu v látkách. Co je to vlastně elektrický proud? Na to
VíceZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332
Úvodní obrazovka Menu (vlevo nahoře) Návrat na hlavní stránku Obsah Výsledky Poznámky Záložky edunet Konec Chemie 1 (pro 12-16 let) LangMaster Obsah (střední část) výběr tématu - dvojklikem v seznamu témat
Více3.3 Částicová stavba látky
3.3 Částicová stavba látky Malé (nejmenší) částice látky očekávali nejprve filozofové (atomisté) a nazvali je atomy (z řeckého atomos = nedělitelný) starověké Řecko a Řím. Mnohem později chemici zjistili,
VíceNebezpečí ionizujícího záření
Nebezpečí ionizujícího záření Radioaktivita versus Ionizující záření Radioaktivita je schopnost jader prvků samovolně se rozpadnout na jádra menší stabilnější. Rozeznáváme pak radioaktivitu přírodní (viz.
VíceTest vlastnosti látek a periodická tabulka
DUM Základy přírodních věd DUM III/2-T3-2-08 Téma: Test vlastnosti látek a periodická tabulka Střední škola Rok: 2012 2013 Varianta: A Zpracoval: Mgr. Pavel Hrubý Mgr. Josef Kormaník TEST Test vlastnosti
VíceJaderné reakce a radioaktivita
Střední průmyslová škola Hranice - - Jaderné reakce a radioaktivita Radioaktivita Je vlastností atomových jader, která se samovolně přeměňují na jiná a vyzařují při tom pronikavé neviditelné záření. Jádra
VíceScénář text Scénář záběry Místo, kontakt, poznámka. Animace 1: pavouk, mravenec a včela.
Scénář text Scénář záběry Místo, kontakt, poznámka Na otázku, proč bychom měli studovat fyziku, již odpověděl Bacon, který byl velmi zajímavou postavou 17. století. Byl první, který se pokusil o logickou
VíceFYZIKA 6. ročník 1_Látka a těleso _Vlastnosti látek _Vzájemné působení těles _Gravitační síla... 4 Gravitační pole...
FYZIKA 6. ročník 1_Látka a těleso... 2 2_Vlastnosti látek... 3 3_Vzájemné působení těles... 4 4_Gravitační síla... 4 Gravitační pole... 5 5_Měření síly... 5 6_Látky jsou složeny z částic... 6 7_Uspořádání
VíceEvropský sociální fond "Praha a EU: Investujeme do vaší budoucnosti"
Střední škola umělecká a řemeslná Projekt Evropský sociální fond "Praha a EU: Investujeme do vaší budoucnosti" IMPLEMENTACE ŠVP Evaluace a aktualizace metodiky předmětu Fyzika Obory nástavbového studia
VíceDOUTNAVÝ VÝBOJ. Další technologie využívající doutnavý výboj
DOUTNAVÝ VÝBOJ Další technologie využívající doutnavý výboj Plazma doutnavého výboje je využíváno v technologiích depozice povlaků nebo modifikace povrchů. Jedná se zejména o : - depozici povlaků magnetronovým
VíceJaderná energie Jaderné elektrárny. Vojtěch Motyčka Centrum výzkumu Řež s.r.o.
Jaderná energie Jaderné elektrárny Vojtěch Motyčka Centrum výzkumu Řež s.r.o. Obsah prezentace Energie jaderná Vývoj energetiky Dělení jaderných reaktorů I. Energie jaderná Uvolňuje se při jaderných reakcích
VíceMVZ 165: Šíření jaderných zbraní
MVZ 165: Šíření jaderných zbraní Ondřej Rojčík rojcik@fss fss.muni.cz Konzultační hodiny: úterý 13.00 15.00 Co nás dnes čeká? Počátek závodu o získání JZ Projekt Manhattan Použití JZ Atomy pro mír US-Indická
VíceVýukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0996
Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0996 Šablona: III/2 č. materiálu: VY_32_INOVACE_FYZ60 Jméno autora: Třída/ročník: Mgr. Alena Krejčíková
VíceStruktura atomu. Beránek Pavel, 1KŠPA
Struktura atomu Beránek Pavel, 1KŠPA Co je to atom? Částice, kterou již nelze chemicky dělit Fyzikálně ji lze dělit na elementární částice Modely atomů Model z antického Řecka (Démokritos) Pudinkový model
VíceŠTĚPNÁ REAKCE (JADERNÁ ENERGIE)
ŠTĚPNÁ REAKCE (JADERNÁ ENERGIE) Tadeáš Simon, Dominik Němec, David Čížek Štěpení jader informace jádro atomu- rozštěpí se, vzniklé části se rozletí velkými rychlostmi ->kinetická energie (energie pohybu)-
VíceVodík jako alternativní ekologické palivo. palivové články a vodíkové hospodářství
Vodík jako alternativní ekologické palivo palivové články a vodíkové hospodářství Charakteristika vodíku vodík je nejrozšířenějším prvkem ve vesmíru na Zemi je třetím nejrozšířenějším prvkem po kyslíku
VíceFotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem dopadu světelného záření.
FYZIKA pracovní sešit pro ekonomické lyceum. 1 Jiří Hlaváček, OA a VOŠ Příbram, 2015 FYZIKA MIKROSVĚTA Kvantové vlastnosti světla (str. 241 257) Fotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem
VíceJaderné reaktory a jak to vlastně funguje
Jaderné reaktory a jak to vlastně funguje O. Novák Katedra jaderných reaktorů 24. května 2018 O. Novák (ČVUT v Praze) Jaderné reaktory 24. května 2018 1 / 45 Obsah 1 Jederná energetika v České republice
VíceELEKTROLÝZA. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 13. 3. 2012. Ročník: osmý
Autor: Mgr. Stanislava Bubíková ELEKTROLÝZA Datum (období) tvorby: 13. 3. 2012 Ročník: osmý Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Chemické reakce 1 Anotace: Žáci se seznámí s elektrolýzou. V rámci
Více