Физика и астрономия · 10 клас · От атома до космоса: Ядрени реакции
Делене на урана. Ядрен реактор
Име: Клас: Дата:
Кой изотоп на урана се дели от бавни (топлинни) неутрони и се използва като ядрено гориво?
- А) Уран-238
- Б) Уран-234
- В) Уран-239
- Г) Уран-235
Каква частица предизвиква деленето на ядро на уран-235 в реактора?
- А) Протон
- Б) Електрон
- В) Неутрон
- Г) Алфа-частица
Колко енергия се отделя средно при деленето на едно ядро уран-235?
- А) ≈ 2 MeV
- Б) ≈ 200 MeV
- В) ≈ 20 keV
- Г) ≈ 2 GeV
Кои учени откриват деленето на урана през 1938 г.?
- А) Мария и Пиер Кюри
- Б) Ърнест Ръдърфорд и Нилс Бор
- В) Ото Хан и Фриц Щрасман
- Г) Алберт Айнщайн и Макс Планк
Колко енергия приблизително се отделя при пълното делене на 1 g уран-235? (1 делене ≈ 200 MeV)
- А) ≈ 8·1010 J
- Б) ≈ 8·107 J
- В) ≈ 8·1013 J
- Г) ≈ 2,6·1021 J
Какво се случва с ядрото на уран-235 при деленето?
- А) слива се с друго ядро
- Б) разпада се на две по-леки ядра (осколки)
- В) излъчва само фотон
- Г) превръща се в електрон
В каква форма се отделя основната част от енергията при деленето?
- А) като видима светлина
- Б) като електрическа енергия
- В) като химична енергия
- Г) като кинетична енергия на осколките
Кое се запазва при ядрените реакции?
- А) сборът на масовите и сборът на зарядовите числа
- Б) масата в покой
- В) броят на протоните
- Г) броят на ядрата
Колко неутрона се отделят при реакцията 235U + n → 141Ba + 92Kr + ?
- А) 2
- Б) 1
- В) 3
- Г) 4
Колко деления на ядра уран-235 в секунда дават мощност 3,2 W? (едно делене ≈ 200 MeV ≈ 3,2·10−11 J)
- А) 108
- Б) 3,2·1011
- В) 6,4·1012
- Г) 1011
Какво е верижна ядрена реакция?
- А) Поредица от химични реакции
- Б) Разпадане на ядрата без външна намеса
- В) Сливане на леки ядра
- Г) Неутроните от едно делене предизвикват нови деления
Колко неутрона средно се отделят при едно делене на уран-235?
- А) 1
- Б) 10
- В) 2-3
- Г) 0
Какъв е режимът при коефициент на размножаване на неутроните k = 1?
- А) Лавинообразен
- Б) Реакцията затихва
- В) Ядрен взрив
- Г) Стационарен (критичен): броят на деленията е постоянен
Какво става при коефициент на размножаване k > 1, ако не се регулира?
- А) Реакцията спира
- Б) Броят на деленията остава постоянен
- В) Реакцията минава в синтез
- Г) Броят на деленията расте лавинообразно
Къде преди около 2 милиарда години са работили природни ядрени реактори?
- А) В Окло, Габон
- Б) В Козлодуй, България
- В) В Чернобил, Украйна
- Г) В Сахара, Египет
Какво е критична маса?
- А) най-голямата допустима маса гориво
- Б) най-малката маса делящо се вещество, при която верижната реакция се самоподдържа
- В) масата на едно ядро уран
- Г) масата на реактора
Защо в малко парче уран-235 верижна реакция не започва?
- А) в него няма неутрони
- Б) уранът е твърде студен
- В) много неутрони излизат навън, без да предизвикат делене
- Г) уранът е твърде тежък
Защо бавните (топлинни) неутрони предизвикват по-лесно делене на уран-235?
- А) вероятността да бъдат захванати от ядрото е по-голяма
- Б) имат по-голяма енергия
- В) имат положителен заряд
- Г) са по-тежки
Коефициентът на размножаване на неутроните е k = 2. Колко неутрона ще има след 10 поколения, ако започнем с 1 неутрон?
- А) 20
- Б) 512
- В) 1024
- Г) 100
Какво е обогатяване на урана?
- А) увеличаване на дела на уран-235
- Б) почистване на урана от ръжда
- В) превръщане на урана в плутоний
- Г) смесване на урана с вода
Каква е ролята на забавителя в ядрения реактор?
- А) Забавя бързите неутрони
- Б) Поглъща всички неутрони
- В) Охлажда турбината
- Г) Спира реактора
От какъв материал са регулиращите (управляващите) пръти?
- А) От уран-235
- Б) От вещества, които поглъщат неутрони, например бор или кадмий
- В) От графит, който забавя неутроните
- Г) От олово
Каква е ролята на топлоносителя?
- А) Забавя неутроните
- Б) Отнема топлината от активната зона
- В) Поглъща гама-лъчите
- Г) Затваря реактора херметично
Какъв тип са действащите енергийни блокове в АЕЦ Козлодуй?
- А) ВВЕР-1000 (водо-воден реактор под налягане)
- Б) РБМК-1000 (графитов реактор)
- В) Реактори с бързи неутрони
- Г) Термоядрени реактори
Енергиен блок има електрическа мощност 1000 MW и к.п.д. 33%. Каква е топлинната мощност на реактора?
- А) ≈ 3000 MW
- Б) ≈ 330 MW
- В) ≈ 1330 MW
- Г) ≈ 670 MW
Какво съдържат горивните елементи на ядрения реактор?
- А) вода
- Б) графит
- В) бор
- Г) ядрено гориво (уран)
Каква е ролята на биологичната защита на реактора?
- А) да охлажда горивото
- Б) да спира лъчението навън
- В) да ускорява неутроните
- Г) да произвежда пара
Какво става с мощността на реактора, ако регулиращите пръти се спуснат по-дълбоко в активната зона?
- А) нараства
- Б) намалява
- В) не се изменя
- Г) започва да колебае безкрайно
Защо водата в реакторите ВВЕР е под високо налягане?
- А) за да тече по-бавно
- Б) за да е по-студена
- В) за да поглъща повече неутрони
- Г) за да не кипи при високата температура
Реактор с топлинна мощност 3000 MW работи едно денонощие. Колко енергия отделя?
- А) ≈ 2,6·1014 J
- Б) ≈ 7,2·104 J
- В) ≈ 3·109 J
- Г) ≈ 1,1·1013 J
Какво се получава в парогенератора на АЕЦ?
- А) Пара, която върти турбината
- Б) Уран-235
- В) Електрони
- Г) Плутоний
Кое е основно предимство на АЕЦ пред ТЕЦ на въглища?
- А) Нямат отпадъци
- Б) Не се нуждаят от охлаждане
- В) Не отделят въглероден диоксид при работа
- Г) Работят без гориво
Какво е общото между събитията в Чернобил (1986) и Фукушима (2011)?
- А) И двете са тежки аварии в атомни електроцентрали
- Б) И двете са термоядрени взривове
- В) И двете са изригвания на вулкани
- Г) И двете са аварии в ТЕЦ на въглища
Защо отработеното ядрено гориво се съхранява дълго време под вода в басейни?
- А) Водата го превръща в безопасно вещество
- Б) Водата го охлажда и екранира лъчението
- В) За да се разтвори в нея
- Г) За да се избегне ръждясване
Какво е „защитна обвивка“ (контейнмънт) на реактора?
- А) Регулиращ прът
- Б) Здрава херметична бетонна сграда около реактора
- В) Слой графит в активната зона
- Г) Охладителната кула
На брега на коя река се намира АЕЦ Козлодуй?
- А) на Искър
- Б) на Марица
- В) на Дунав
- Г) на Струма
За какво служат охладителните кули или водата от реката в АЕЦ?
- А) за отвеждане на остатъчната топлина и кондензиране на парата
- Б) за производство на неутрони
- В) за съхраняване на гориво
- Г) за пречистване на урана
Каква степен по международната скала INES имат авариите в Чернобил и Фукушима?
- А) 3
- Б) 10
- В) 5
- Г) 7
Кое е основно предизвикателство пред ядрената енергетика?
- А) голямото отделяне на CO2
- Б) съхраняването на дълготрайните радиоактивни отпадъци
- В) зависимостта от вятъра
- Г) малката мощност на блоковете
Защо при ядрена авария на хората се дават таблетки калиев йодид?
- А) спират гама-лъчите
- Б) насищат щитовидната жлеза и намаляват поемането на радиоактивен йод
- В) ускоряват разпада на радиоактивните ядра
- Г) унищожават радиоактивния цезий
Отговори
Делене на урана. Ядрен реактор
- 1. Г) Уран-235 235U се дели лесно от бавни неутрони.
- 2. В) Неутрон Неутронът няма заряд и не се отблъсква от ядрото.
- 3. Б) ≈ 200 MeV Най-голямата част е кинетичната енергия на двата осколка.
- 4. В) Ото Хан и Фриц Щрасман Обяснението като делене на ядрото дават Лизе Майтнер и Ото Фриш.
- 5. А) ≈ 8·1010 J В 1 g има 6·1023/235 ≈ 2,6·1021 ядра; по 200 MeV = 3,2·10−11 J.
- 6. Б) разпада се на две по-леки ядра (осколки) Ядрото, захванало неутрон, се разделя на две средно тежки ядра и няколко неутрона.
- 7. Г) като кинетична енергия на осколките Осколките се разлитат с голяма скорост и при спирането им енергията им става топлина.
- 8. А) сборът на масовите и сборът на зарядовите числа Броят на нуклоните и електричният заряд се запазват при всяка ядрена реакция.
- 9. В) 3 235 + 1 = 236 = 141 + 92 + 3, значи се отделят 3 неутрона.
- 10. Г) 1011 N = P/E = 3,2 / 3,2·10−11 = 1011 деления в секунда.
- 11. Г) Самоподдържащо се делене чрез неутроните При всяко делене се отделят нови неутрони.
- 12. В) 2-3 (средно около 2,4) Именно затова е възможна верижна реакция.
- 13. Г) Стационарен режим Така работи ядреният реактор.
- 14. Г) Лавинообразно нарастване На този принцип е атомната бомба.
- 15. А) В Окло (Габон) Тогава делът на уран-235 в рудата е бил по-голям от днешния.
- 16. Б) най-малката маса делящо се вещество, при която верижната реакция се самоподдържа При маса под критичната твърде много неутрони излизат навън.
- 17. В) много неутрони излизат навън, без да предизвикат делене Малкото парче има голяма повърхност спрямо обема, затова губи много неутрони.
- 18. А) вероятността да бъдат захванати от ядрото е по-голяма Бавните неутрони прекарват повече време близо до ядрото и по-лесно се захващат.
- 19. В) 1024 Всяко поколение удвоява броя: 210 = 1024.
- 20. А) увеличаване на дела на уран-235 Природният уран съдържа около 0,7% уран-235, а горивото за АЕЦ се обогатява до няколко процента.
- 21. А) Забавя неутроните Бавните неутрони по-лесно предизвикват делене на уран-235.
- 22. Б) Бор или кадмий Спускането им поглъща неутрони и намалява мощността.
- 23. Б) Отнася топлината Топлината се предава на парогенератора, където се получава пара за турбината.
- 24. А) ВВЕР-1000 Действат 5 и 6 блок с по 1000 MW електрическа мощност.
- 25. А) ≈ 3000 MW Pт = Pе/η = 1000/0,33 ≈ 3030 MW.
- 26. Г) ядрено гориво (уран) В горивните елементи има таблетки уранов диоксид в метални тръби.
- 27. Б) да спира лъчението навън Дебелите стени от бетон и стомана поглъщат лъчението и пазят персонала и околната среда.
- 28. Б) намалява Прътите поглъщат повече неутрони и коефициентът на размножаване намалява.
- 29. Г) за да не кипи при високата температура При налягане около 16 MPa водата остава течна при около 300 °C.
- 30. А) ≈ 2,6·1014 J E = P·t = 3·109 W · 86 400 s ≈ 2,6·1014 J.
- 31. А) Пара за турбината Турбината върти генератор, който дава електрична енергия.
- 32. В) Не отделят CO2 при работа Проблем са обаче радиоактивните отпадъци.
- 33. А) Тежки ядрени аварии И двете са оценени с най-високото ниво 7 по международната скала INES.
- 34. Б) Охлаждане и защита от лъчение Горивото продължава да отделя топлина от разпадането на осколките.
- 35. Б) Херметичната стоманобетонна сграда Тя задържа радиоактивните вещества при авария.
- 36. В) на Дунав Централата използва вода от река Дунав за охлаждане.
- 37. А) за отвеждане на остатъчната топлина и кондензиране на парата След турбината парата трябва да се охлади и кондензира, а топлината се отдава на околната среда.
- 38. Г) 7 И двете аварии са оценени с най-високата степен 7.
- 39. Б) съхраняването на дълготрайните радиоактивни отпадъци Някои отпадъци остават опасни много дълго и изискват сигурно погребване.
- 40. Б) насищат щитовидната жлеза и намаляват поемането на радиоактивен йод Щитовидната жлеза, наситена с обикновен йод, поема много по-малко йод-131.
Игрален час · игри и работни листове по програмата на МОН