Изучение деления ядра атома урана по фотографиям треков

Цель работы: Убедиться в справедливости закона сохранения импульса на примере деления ядра урана.

Оборудование: фотография треков заряженных частиц (рис.1), полученных в камере Вильсона при делении ядер атомов урана под действием нейтрона, справочные таблицы «Относительная атомная масса некоторых изотопов».

Ход работы:

1. Вопросы для самоконтроля: а)Какие силы действуют в ядре атома? б) Почему ядро не распадается на отдельные нуклоны? в) Что происходит с ядром урана при поглощении нейтрона? Как происходит деление ядра? г) Как формулируется закон сохранения импульса? д) Почему осколки ядра разлетаются в противоположные стороны? е) В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядра при его делении?

2. Рассмотрите фотографию (рис.1).

			На фотографии видны следы осколков деления урана в камере Вильсона: осколки (О) разлетаются в противоположные стороны из тонкого слоя урана, нанесенного на пластинке, перегораживающей камеру. На снимке видно также множество более тонких следов, принадлежащих протонам, выбитым нейтронами из молекул водяного пара, содержащегося в камере

3. Выполните задания: 1) Пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях. Для этого ответьте на вопросы: а) чему был равен импульс ядра атома урана до попадания в него нейтрона? б) каким должен быть общий импульс образовавшихся при делении осколков? в) какими по величине и направлению при этом должны быть импульсы осколков?

2) Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов из середины таблицы Д.И.Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана ²³⁵ U может быть символически записана следующим образом:

₉₂ U + ₀ n → ₅₆ Ba + _Z X + 2 ∙ ₀ n,

где символом _Z X обозначено ядро атома одного из химических элементов. Пользуясь законом сохранения электрического заряда и таблицей Д.И.Менделеева, определите, что это за элемент.

3) Объясните, почему треки различных частиц на фотографии имеют различную толщину?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Почему деление ядра может начаться только тогда, когда оно деформируется под действием поглощённого им нейтрона?

2. Как по виду трека определить, в каком направлении движется частица?

3. От чего зависит толщина треков частиц?

4. От чего зависит длина т река частицы?

5. Как идёт реакция деления ядер урана: с выделением энергии в окружающую среду или, наоборот, с поглощением энергии?