Are loc fisiunea nucleelor ​​de uraniu in felul urmator: mai întâi, un neutron lovește nucleul, ca un glonț într-un măr. În cazul unui măr, un glonț ar fi făcut o gaură în el sau l-ar fi făcut bucăți. Când un neutron intră în nucleu, este capturat de forțele nucleare. Se știe că neutronul este neutru, deci nu este respins de forțele electrostatice.

Cum are loc fisiunea uraniului?

Deci, după ce a intrat în compoziția nucleului, neutronul rupe echilibrul și nucleul este excitat. Se întinde în lateral ca o ganteră sau un semn de infinit: ∞ . Forțele nucleare, după cum se știe, acționează la o distanță proporțională cu dimensiunea particulelor. Când nucleul este întins, acțiunea forțelor nucleare devine nesemnificativă pentru particulele extreme ale „ganterei”, în timp ce forțele electrice acționează foarte puternic la o astfel de distanță, iar nucleul se rupe pur și simplu în două părți. În acest caz, sunt emiși și doi sau trei neutroni.

Fragmente de nucleu și neutronii eliberați se împrăștie cu viteză mare în direcții diferite. Fragmentele sunt decelerate destul de repede de mediu, dar energia lor cinetică este enormă. Se transformă în energia internă a mediului, care se încălzește. În acest caz, cantitatea de energie eliberată este enormă. Energia obținută din fisiunea completă a unui gram de uraniu este aproximativ egală cu energia obținută din arderea a 2,5 tone de petrol.

Reacția în lanț de fisiune a mai multor nuclee

Am luat în considerare fisiunea unui nucleu de uraniu. În timpul fisiunii, au fost eliberați mai mulți neutroni (cel mai adesea doi sau trei). Se împrăștie în lateral cu viteză mare și pot cădea cu ușurință în nucleele altor atomi, provocând o reacție de fisiune în ei. Aceasta este reacția în lanț.

Adică, neutronii obținuți ca urmare a fisiunii nucleare excită și forțează alte nuclee la fisiune, care, la rândul lor, emit neutroni care continuă să stimuleze fisiunea în continuare. Și așa mai departe până când are loc fisiunea tuturor nucleelor ​​de uraniu din imediata apropiere.

În acest caz, poate apărea o reacție în lanț ca o avalanșă, de exemplu, în cazul exploziei unei bombe atomice. Numărul de fisiune nucleară crește exponențial într-o perioadă scurtă de timp. Cu toate acestea, poate apărea o reacție în lanț cu amortizare.

Cert este că nu toți neutronii întâlnesc nuclee în drumul lor, pe care le induc la fisiune. După cum ne amintim, în interiorul substanței volumul principal este ocupat de golul dintre particule. Prin urmare, unii neutroni zboară prin toată materia fără să se ciocnească de nimic pe parcurs. Și dacă numărul de fisiune nucleară scade în timp, atunci reacția se estompează treptat.

Reacțiile nucleare și masa critică a uraniului

Ce determină tipul de reacție? Din masa uraniului. Cu cât masa este mai mare, cu atât neutronul zburător va întâlni mai multe particule pe drum și are mai multe șanse să pătrundă în nucleu. Prin urmare, se distinge o „masă critică” de uraniu - aceasta este o astfel de masă minimă la care este posibilă o reacție în lanț.

Numărul de neutroni formați va fi egal cu numărul de neutroni care au zburat. Și reacția se va desfășura aproximativ la aceeași viteză până când se produce întregul volum al substanței. Aceasta este folosită în practică în centralele nucleare și se numește reacție nucleară controlată.

Este bine cunoscut faptul că energia de fisiune a nucleelor ​​grele, care este folosită în scopuri practice, este energia cinetică a fragmentelor nucleelor ​​originale. Dar care este originea acestei energii, adică. ce energie este transformată în energie cinetică a fragmentelor?

Opiniile oficiale cu privire la această problemă sunt extrem de inconsecvente. Deci, Mukhin scrie că energia mare eliberată în timpul fisiunii unui nucleu greu se datorează diferenței de defecte de masă din nucleul și fragmentele originale - și pe baza acestei logici, el obține o estimare a randamentului energetic în timpul fisiunii uraniului. nucleu: „200 MeV. Dar apoi scrie că energia respingerii lor coulombice este convertită în energia cinetică a fragmentelor - care, atunci când fragmentele sunt aproape unele de altele, este aceeași »200 MeV. Apropierea ambelor estimări de valoarea experimentală este, desigur, impresionantă, dar întrebarea este pertinentă: diferența de defect de masă sau energia de repulsie coulombiană se transformă încă în energia cinetică a fragmentelor? Deja decizi despre ce ne spui - despre bătrân la sau despre un unchi la Kiev!

Teoreticienii au creat ei înșiși această dilemă fără margini: conform logicii lor, cu siguranță necesită atât diferența de defecte de masă, cât și repulsia Coulomb. Refuzați una sau alta și lipsa de valoare a presupunerilor inițiale tradiționale din fizica nucleară devine destul de evidentă. De exemplu, de ce vorbesc despre diferența de defecte de masă? Apoi, pentru a explica cumva însăși posibilitatea fenomenului de fisiune a nucleelor ​​grele. Ei încearcă să ne convingă că fisiunea nucleelor ​​grele are loc pentru că este favorabilă energetic. Ce sunt miracolele? În timpul fisiunii unui nucleu greu, unele dintre legăturile nucleare sunt distruse - iar energiile legăturilor nucleare sunt calculate în MeV! Nucleonii dintr-un nucleu sunt legați cu ordine de mărime mai puternice decât electronii atomici. Și experiența ne învață că sistemul este stabil doar în zona rentabilității energetice - și dacă ar fi profitabil din punct de vedere energetic ca acesta să se dezintegreze, s-ar dezintegra imediat. Dar zăcăminte de minereuri de uraniu există în natură! Despre ce fel de „profitabilitate energetică” a fisiunii nucleare a uraniului putem vorbi?

Pentru ca absurditatea presupunerii că fisiunea unui nucleu greu este avantajoasă să nu fie prea frapantă, teoreticienii s-au angajat într-o reacție: ei vorbesc despre acest „avantaj” în ceea ce privește energia de legare medie atribuibilă pe nucleon. Într-adevăr, odată cu creșterea numărului atomic, crește și dimensiunea defectului de masă din nucleu, dar numărul de nucleoni din nucleu crește mai repede - din cauza excesului de neutroni. Prin urmare, pentru nucleele grele, energia totală de legare, recalculată pe nucleon, scade odată cu creșterea numărului atomic. S-ar părea că partajarea este cu adevărat benefică pentru nucleele grele? Din păcate, această logică se bazează pe ideile tradiționale de care sunt acoperite legăturile nucleare toate nucleonii din nucleu. Cu această ipoteză, energia de legare medie per nucleon E 1 este coeficientul diviziunii energetice de legare nucleară D E pentru numărul de nucleoni:

E 1=D E/A, D E=(Zm p +( A-Z)m n)c 2 -(M la - Zme)c 2 , (4.13.1)

Unde Z- numărul atomic, adică numărul de protoni A- numărul de nucleoni, m p, m nși pe mine sunt masele protonului, neutronului și respectiv electronului, M at este masa atomului. Cu toate acestea, am ilustrat deja inadecvarea ideilor tradiționale despre nucleul de mai sus ( 4.11 ). Și dacă, conform logicii modelului propus ( 4.12 ), când se calculează energia de legare per nucleon, nu se ține cont de acei nucleoni din nucleu care temporar nu sunt acoperiți de legături nucleare, atunci vom obține o formulă diferită de (4.13.1). Dacă presupunem că numărul curent de nucleoni legați este 2 Z (4.12 ), și că fiecare dintre ele este conectat doar jumătate din timpul conexiunii ( 4.12 ), apoi pentru energia de legare medie per nucleon obținem formula

E 1*=D E/Z , (4.13.2)

care diferă de (4.13.1) doar la numitor. Caracteristici netezite E 1 (Z) și E 1 * (Z) sunt date pe Fig.4.13. Spre deosebire de programul obișnuit E 1 (Z), plasat în multe manuale, grafic E 1 * (Z) are o caracteristică izbitoare: demonstrează, pentru nucleele grele, independenţă energia de legare per nucleon asupra numărului de nucleoni. Deci din modelul nostru ( 4.12 ) rezultă că nu poate fi vorba de vreun „avantaj energetic” al fisiunii nucleelor ​​grele – conform bunului simț. Adică energia cinetică a fragmentelor nu se poate datora diferenței defectelor de masă ale nucleului inițial și ale fragmentelor.

Fig.4.13

În conformitate cu același bun simț, energia respingerii lor coulombiane nu poate fi convertită în energia cinetică a fragmentelor: am dat drept argumente teoretice ( 4.7 , 4.12 ) și dovezi experimentale ( 4.12 ) că nu există repulsie coulombiană pentru particulele care alcătuiesc nucleul.

Atunci care este originea energiei cinetice a fragmentelor unui nucleu greu? În primul rând, să încercăm să răspundem la întrebarea: de ce, într-o reacție nucleară în lanț, fisiunea nucleară este cauzată efectiv de neutronii emiși în timpul fisiunii anterioare - în plus, de neutronii termici, de exemplu. având energii neglijabile la scară nucleară. Cu faptul că neutronii termici au capacitatea de a sparge nucleele grele, s-ar părea dificil să împacăm concluzia noastră că „excesul” – în momentul de față – neutronii din nucleele grele sunt liberi ( 4.12 ). Un nucleu greu este literalmente umplut cu neutroni termici, dar nu se descompune deloc - deși fisiunea sa imediată face ca un singur neutron termic emis în fisiunea anterioară să-l lovească.

Este logic să presupunem că neutronii termici liberi temporar din nucleele grele și neutronii termici emiși în timpul fisiunii nucleelor ​​grele încă diferă unul de celălalt. Deoarece ambele nu au întreruperi nucleare, gradul de libertate în care pot diferi trebuie să aibă un proces care asigură cuplarea internă în neutron - prin transformări ciclice ale perechilor sale constitutive ( 4.10 ). Și singurul grad de libertate pe care îl vedem aici este posibilitatea slăbire această conexiune internă „pe câștig de masă” ( 4.10 ), datorită scăderii frecvenței transformărilor ciclice în neutron - cu emisia g-quantelor corespunzătoare. Aducerea neutronilor într-o stare atât de slăbită - de exemplu, în timpul dezintegrarii nucleelor ​​grele, când transformările extreme ale energiei de la o formă la alta - nu ni se pare ceva neobișnuit. Starea slăbită a neutronului se datorează, aparent, funcționării anormale a programului care formează neutronul în lumea fizică - și, în același timp, este mai ușor ca neutronul să se descompună într-un proton și un electron. Se pare că durata medie de viață de 17 minute măsurată pentru neutronii emiși din reactoarele nucleare este tipică neutronilor atenuați. Un neutron neatenuat este capabil să trăiască, în opinia noastră, atâta timp cât algoritmul care îl conectează funcționează ( 4.10 ), adică pe termen nelimitat.

Cum distruge un neutron slăbit un nucleu greu? În comparație cu neutronii neslăbiți, perioada de întrerupere a pulsațiilor nucleonilor este crescută pentru neutronii slăbiți. Dacă un astfel de neutron, care a intrat în nucleu, va avea întreruperi nucleare „pornite”, astfel încât să fie asociat cu un anumit proton, atunci sincronismul descris mai sus al legăturilor de comutare în triplu n 0 -p + -n 0 (4.12 ) va fi imposibil. Ca urmare, sincronismul legăturilor în complexul a corespunzător va fi perturbat, ceea ce va provoca o secvență de eșecuri de comutare a legăturilor care remodelează în mod optim complexele a și asigură structura dinamică a nucleului ( 4.12 ). Figurat vorbind, o fisură va trece prin nucleu, generată nu de ruperea forței a legăturilor nucleare, ci de încălcări ale sincronismului comutării acestora. Rețineți că momentul cheie pentru scenariul descris este „pornirea” legăturii nucleare în neutronul slăbit – și pentru ca această „pornire” să aibă loc, neutronul trebuie să aibă o energie cinetică suficient de mică. Așa explicăm de ce neutronii cu o energie cinetică de câteva sute de keV excită doar un nucleu greu, în timp ce neutronii termici cu energii de doar câteva sutimi de eV îl pot desprinde efectiv.

Ce vedem? Când nucleul este împărțit în două fragmente, acele legături nucleare se prăbușesc „accidental”, care, în modul normal de comutare ( 4.12 ), a legat aceste două fragmente în nucleul original. Apare o situație anormală în care autoenergiile unor nucleoni sunt reduse de energia legăturilor nucleare, dar aceste legături în sine nu mai există. Această contingență, conform logicii principiului transformărilor energetice autonome ( 4.4 ), situația se corectează imediat astfel: autoenergiile nucleonilor rămân așa cum sunt, iar energiile anterioare ale legăturilor rupte sunt transformate în energia cinetică a nucleonilor - și, în cele din urmă, în energia cinetică a fragmente. Astfel, energia de fisiune a unui nucleu greu se datorează nu diferenței dintre defectele de masă ale nucleului inițial și ale fragmentelor și nu energiei de repulsie coulombiană a fragmentelor. Energia cinetică a fragmentelor este energia anterioară a legăturilor nucleare care țineau aceste fragmente în nucleul original. Această concluzie este susținută de faptul frapant și puțin cunoscut al constanței energiei cinetice a fragmentelor, indiferent de puterea impactului care inițiază fisiunea nucleului. Deci, când fisiunea nucleelor ​​de uraniu a fost inițiată de protoni cu o energie de 450 MeV, energia cinetică a fragmentelor a fost de 163 ± 8 MeV, adică. la fel de mult ca atunci când fisiunea este inițiată de neutroni termici, cu energii în sutimi de eV!

Pe baza modelului propus, să facem o estimare aproximativă a energiei de fisiune a nucleului de uraniu după varianta cea mai probabilă, 92 U 235 ® 36 Kr 94 + 56 Ba 139 , în care fragmentele includ 18 și 28 a-complexe. . Presupunând că aceste 18 și 28 de complexe a au fost legate în nucleul original prin 8-10 legături comutabile, fiecare cu o energie medie de 20 MeV (vezi Fig. Fig.4.13), atunci energia fragmentelor ar trebui să fie de 160–200 MeV, adică valoare apropiată de valoarea reală.

Conținutul articolului

FISIUNE NUCLEARA, o reacție nucleară în care un nucleu atomic, atunci când este bombardat de neutroni, se împarte în două sau mai multe fragmente. Masa totală a fragmentelor este de obicei mai mică decât suma maselor nucleului inițial și a neutronului care bombardează. „Lisa dispărută” m se transformă în energie E conform formulei lui Einstein E = mc 2, unde c este viteza luminii. Deoarece viteza luminii este foarte mare (299.792.458 m/s), o masă mică corespunde unei cantități uriașe de energie. Această energie poate fi transformată în electricitate.

Energia eliberată în timpul fisiunii nucleare este transformată în căldură atunci când fragmentele de fisiune decelerează. Viteza de eliberare a căldurii depinde de numărul de nuclee care se fisionează pe unitatea de timp. Când fisiunea unui număr mare de nuclee are loc într-un volum mic într-un timp scurt, reacția are caracterul unei explozii. Acesta este principiul bombei atomice. Dacă, pe de altă parte, un număr relativ mic de nuclee se fisiază într-un volum mare pentru o perioadă mai lungă de timp, atunci rezultatul va fi o eliberare de căldură care poate fi utilizată. Pe asta se bazează centralele nucleare. La centralele nucleare, căldura eliberată în reactoarele nucleare ca urmare a fisiunii nucleare este folosită pentru a produce abur, care este alimentat la turbinele care rotesc generatoarele electrice.

Pentru utilizarea practică a proceselor de fisiune, uraniul și plutoniul sunt cele mai potrivite. Au izotopi (atomi ai unui element dat cu numere de masă diferite) care se fisionează atunci când absorb neutroni, chiar și la energii foarte scăzute.

Cheia utilizării practice a energiei de fisiune a fost faptul că unele elemente emit neutroni în procesul de fisiune. Deși un neutron este absorbit în timpul fisiunii nucleare, această pierdere este compensată prin producerea de noi neutroni în timpul fisiunii. Dacă dispozitivul în care are loc fisiunea are o masă („critică”) suficient de mare, atunci o „reacție în lanț” poate fi menținută datorită noilor neutroni. O reacție în lanț poate fi controlată prin ajustarea numărului de neutroni care pot provoca fisiunea. Dacă este mai mare de unu, atunci intensitatea diviziunii crește, iar dacă este mai mică de unu, scade.

REFERINȚĂ DE ISTORIE

Istoria descoperirii fisiunii nucleare provine din lucrarea lui A. Becquerel (1852–1908). Cercetând în 1896 fosforescența diferitelor materiale, el a descoperit că mineralele care conțin uraniu emit în mod spontan radiații care provoacă o înnegrire a unei plăci fotografice chiar dacă între mineral și placă este plasat un solid opac. Diferiți experimentatori au stabilit că această radiație constă din particule alfa (nuclee de heliu), particule beta (electroni) și cuante gamma (radiații electromagnetice dure).

Prima transformare a nucleelor, indusă artificial de om, a fost realizată în 1919 de E. Rutherford, care a transformat azotul în oxigen prin iradierea azotului cu particule de uraniu alfa. Această reacție a fost însoțită de absorbția de energie, deoarece masa produselor sale - oxigen și hidrogen - depășește masa particulelor care intră în reacție - particule de azot și alfa. Eliberarea energiei nucleare a fost realizată pentru prima dată în 1932 de J. Cockcroft și E. Walton, care au bombardat litiu cu protoni. În această reacție, masa nucleelor ​​care intră în reacție a fost ceva mai mare decât masa produselor, în urma căreia s-a eliberat energie.

În 1932, J. Chadwick a descoperit neutronul - o particulă neutră cu o masă aproximativ egală cu masa nucleului unui atom de hidrogen. Fizicienii din întreaga lume au început să studieze proprietățile acestei particule. S-a presupus că un neutron lipsit de sarcină electrică și care nu este respins de un nucleu încărcat pozitiv ar avea mai multe șanse să provoace reacții nucleare. Rezultatele mai recente au confirmat această presupunere. La Roma, E. Fermi și colaboratorii săi au supus aproape toate elementele sistemului periodic la iradiere cu neutroni și au observat reacții nucleare cu formarea de noi izotopi. Dovada formării de noi izotopi a fost radioactivitatea „artificială” sub formă de radiații gamma și beta.

Primele indicii ale posibilității fisiunii nucleare.

Fermi este creditat cu descoperirea multor reacții cu neutroni cunoscute astăzi. În special, a încercat să obțină un element cu număr atomic 93 (neptuniu) prin bombardarea uraniului (element cu număr atomic 92) cu neutroni. În același timp, el a înregistrat electroni emisi ca urmare a captării neutronilor în reacția propusă

238 U + 1 n ® 239 Np + b–,

unde 238 U este un izotop al uraniului-238, 1 n este un neutron, 239 Np este neptuniu și b- - electron. Cu toate acestea, rezultatele au fost mixte. Pentru a exclude posibilitatea ca radioactivitatea înregistrată să aparțină izotopilor de uraniu sau altor elemente localizate în sistemul periodic înaintea uraniului, a fost necesară efectuarea unei analize chimice a elementelor radioactive.

Rezultatele analizei au arătat că elementele necunoscute corespund numerelor de serie 93, 94, 95 și 96. Prin urmare, Fermi a concluzionat că a obținut elemente transuraniu. Cu toate acestea, O. Hahn și F. Strassman din Germania, după ce au efectuat o analiză chimică amănunțită, au descoperit că bariul radioactiv este prezent printre elementele rezultate din iradierea uraniului cu neutroni. Aceasta a însemnat că, probabil, o parte din nucleele de uraniu este împărțită în două fragmente mari.

Confirmarea diviziei.

După aceea, Fermi, J. Dunning și J. Pegram de la Universitatea Columbia au efectuat experimente care au arătat că fisiunea nucleară are loc. Fisiunea uraniului de către neutroni a fost confirmată prin metodele contoarelor proporționale, o cameră cu nori și acumularea de fragmente de fisiune. Prima metodă a arătat că impulsurile de înaltă energie sunt emise atunci când o sursă de neutroni se apropie de o probă de uraniu. În camera cu nori, s-a văzut că nucleul de uraniu, bombardat de neutroni, este împărțit în două fragmente. Această din urmă metodă a făcut posibil să se stabilească că, așa cum a prezis teorie, fragmentele sunt radioactive. Toate acestea, luate împreună, au dovedit în mod convingător că fisiunea are loc cu adevărat și au făcut posibil să se judece cu încredere energia eliberată în timpul fisiunii.

Deoarece raportul admisibil dintre numărul de neutroni și numărul de protoni din nucleele stabile scade odată cu scăderea dimensiunii nucleului, fracția de neutroni din fragmente trebuie să fie mai mică decât în ​​nucleul original de uraniu. Astfel, existau toate motivele să credem că procesul de fisiune este însoțit de emisia de neutroni. Acest lucru a fost în curând confirmat experimental de F. Joliot-Curie și colaboratorii săi: numărul de neutroni emiși în procesul de fisiune a fost mai mare decât numărul de neutroni absorbiți. S-a dovedit că pentru un neutron absorbit există aproximativ doi neutroni și jumătate noi. Posibilitatea unei reacții în lanț și perspectivele de a crea o sursă de energie excepțional de puternică și de a o folosi în scopuri militare au devenit imediat evidente. După aceea, într-o serie de țări (în special în Germania și SUA), au început lucrările la crearea unei bombe atomice în condiții de secret profund.

Evoluții în timpul celui de-al Doilea Război Mondial.

Din 1940 până în 1945 direcția dezvoltării a fost determinată de considerente militare. În 1941, au fost obținute cantități mici de plutoniu și au fost stabiliți o serie de parametri nucleari ai uraniului și plutoniului. În Statele Unite, cele mai importante întreprinderi de producție și cercetare necesare pentru aceasta se aflau sub jurisdicția „Districtului de inginerie militară Manhattan”, căruia „Proiectul Uraniu” a fost transferat la 13 august 1942. La Universitatea Columbia (New York), un grup de angajați condus de E. Fermi și V. Zinn a efectuat primele experimente în care s-a studiat multiplicarea neutronilor într-o rețea de blocuri de dioxid de uraniu și grafit – un „cazan” atomic. În ianuarie 1942, această lucrare a fost transferată la Universitatea din Chicago, unde în iulie 1942 au fost obținute rezultate care arătau posibilitatea unei reacții în lanț autosusținută. Inițial, reactorul a funcționat la o putere de 0,5 W, dar după 10 zile puterea a fost crescută la 200 W. Posibilitatea de a obține cantități mari de energie nucleară a fost demonstrată pentru prima dată pe 16 iulie 1945, când prima bombă atomică a fost detonată la locul de testare de la Alamogordo (New Mexico).

REACTORI NUCLEARI

Un reactor nuclear este o instalație în care este posibil să se efectueze o reacție în lanț controlată de fisiune nucleară. Reactoarele pot fi clasificate după combustibilul utilizat (izotopi fisionabili și bruti), după tipul de moderator, după tipul de elemente de combustibil și după tipul de lichid de răcire.

izotopi fisionali.

Există trei izotopi fisionali - uraniu-235, plutoniu-239 și uraniu-233. Uraniul-235 este produs prin separarea izotopilor; plutoniu-239 - în reactoare în care uraniul-238 este transformat în plutoniu, 238 U ® 239 U ® 239 Np ® 239 Pu; uraniu-233 - în reactoare în care toriu-232 este procesat în uraniu. Combustibilul nuclear pentru un reactor de putere este selectat în funcție de proprietățile sale nucleare și chimice, precum și de cost.

Tabelul de mai jos prezintă principalii parametri ai izotopilor fisionali. Secțiunea transversală totală caracterizează probabilitatea de interacțiune de orice tip între un neutron și un nucleu dat. Secțiunea transversală de fisiune caracterizează probabilitatea fisiunii nucleare de către un neutron. Randamentul energetic per neutron absorbit depinde de fracția de nuclee care nu participă la procesul de fisiune. Numărul de neutroni emiși într-un eveniment de fisiune este important din punctul de vedere al menținerii reacției în lanț. Numărul de noi neutroni per neutron absorbit este important deoarece caracterizează intensitatea fisiunii. Fracția de neutroni întârziați emiși după ce a avut loc fisiunea este legată de energia stocată în material.

CARACTERISTICILE ISOTOPII FISIBILI

CARACTERISTICILE ISOTOPII FISIBILI
Izotop	Uraniu-235		Uraniu-233		Plutoniu-239
Energia neutronilor	1 MeV	0,025 eV	1 MeV	0,025 eV	1 MeV	0,025 eV
Secțiune completă	6,6±0,1	695±10	6,2±0,3	600±10	7,3±0,2	1005±5
Secțiune transversală de diviziune	1,25±0,05	581 ± 6	1,85±0,10	526±4	1,8±0,1	751±10
Fracțiune de nuclee care nu participă la fisiune	0,077 ± 0,002	0,174 ± 0,01	0,057 ± 0,003	0,098 ± 0,004	0,08 ± 0,1	0,37 ± 0,03
Numărul de neutroni emiși într-un eveniment de fisiune	2,6±0,1	2,43 ± 0,03	2,65±0,1	2,50±0,03	3,03±0,1	2,84±0,06
Numărul de neutroni per neutron absorbit	2,41±0,1	2,07 ± 0,02	2,51±0,1	2,28 ± 0,02		2,07±0,04
Fracția de neutroni întârziați, %	(0,64±0,03)	(0,65±0,02)	(0,26±0,02)	(0,26±0,01)	(0,21±0,01)	(0,22±0,01)
Energia de fisiune, MeV
Toate secțiunile sunt date în hambare (10 -28 m 2).

Datele din tabel arată că fiecare izotop fisionabil are propriile sale avantaje. De exemplu, în cazul izotopului cu cea mai mare secțiune transversală pentru neutronii termici (cu o energie de 0,025 eV), este nevoie de mai puțin combustibil pentru a atinge masa critică atunci când se folosește un moderator de neutroni. Deoarece cel mai mare număr de neutroni per neutron absorbit are loc într-un reactor rapid cu plutoniu (1 MeV), în modul de reproducere este mai bine să folosiți plutoniu într-un reactor rapid sau uraniu-233 într-un reactor termic decât uraniul-235 într-un reactor termic. Uraniul-235 este mai de preferat în ceea ce privește ușurința de control, deoarece are o proporție mai mare de neutroni întârziați.

Izotopi bruti.

Există doi izotopi bruti: toriu-232 și uraniu-238, din care se obțin izotopii fisionali uraniu-233 și plutoniu-239. Tehnologia de utilizare a izotopilor bruti depinde de diverși factori, cum ar fi nevoia de îmbogățire. Minereul de uraniu conține 0,7% uraniu-235, în timp ce minereul de toriu nu conține izotopi fisionali. Prin urmare, la toriu trebuie adăugat un izotop fisionabil îmbogățit. Numărul de noi neutroni per neutron absorbit este, de asemenea, important. Ținând cont de acest factor, este necesar să se acorde preferință uraniului-233 în cazul neutronilor termici (moderați la o energie de 0,025 eV), întrucât în ​​astfel de condiții numărul de neutroni emiși este mai mare și, în consecință, conversia factorul este numărul de noi nuclee fisionabile per un nucleu fisionabil „cheltuit”.

Întârzieri.

Moderatorul servește la reducerea energiei neutronilor emiși în procesul de fisiune de la aproximativ 1 MeV la energii termice de aproximativ 0,025 eV. Deoarece moderarea are loc în principal ca urmare a împrăștierii elastice de către nucleele atomilor nefisionali, masa atomilor moderatori trebuie să fie cât mai mică posibil, astfel încât neutronul să le poată transfera energie maximă. În plus, atomii moderatori trebuie să aibă o secțiune transversală de captură mică (comparativ cu secțiunea transversală de împrăștiere), deoarece neutronul trebuie să se ciocnească în mod repetat cu atomii moderatori înainte de a fi încetinit la energie termică.

Cel mai bun moderator este hidrogenul, deoarece masa lui este aproape egală cu masa neutronului și, prin urmare, neutronul pierde cea mai mare cantitate de energie atunci când se ciocnește cu hidrogenul. Dar hidrogenul obișnuit (ușor) absoarbe neutronii prea puternic și, prin urmare, deuteriul (hidrogenul greu) și apa grea se dovedesc a fi moderatori mai adecvați, în ciuda masei lor puțin mai mari, deoarece absorb neutronii mai puțin. Beriliul poate fi considerat un bun moderator. Carbonul are o secțiune transversală atât de mică de absorbție a neutronilor încât moderează efectiv neutronii, deși necesită mult mai multe ciocniri pentru a încetini decât hidrogenul.

Număr mediu N Ciocnirile elastice necesare pentru a încetini un neutron de la 1 MeV la 0,025 eV folosind hidrogen, deuteriu, beriliu și carbon sunt de aproximativ 18, 27, 36 și, respectiv, 135. Natura aproximativă a acestor valori se datorează faptului că, din cauza prezenței energiei chimice, legăturile din moderatorul de coliziune la energii sub 0,3 eV pot fi cu greu elastice. La energii joase, rețeaua atomică poate transfera energie neutronilor sau poate modifica masa efectivă într-o coliziune, încălcând astfel procesul de decelerare.

Purtători de căldură.

Lichidanții de răcire utilizați în reactoarele nucleare sunt apă, apă grea, sodiu lichid, aliaj lichid de sodiu-potasiu (NaK), heliu, dioxid de carbon și lichide organice, cum ar fi terfenil. Aceste substanțe sunt buni purtători de căldură și au secțiuni transversale scăzute de absorbție a neutronilor.

Apa este un excelent moderator și lichid de răcire, dar absoarbe neutronii prea puternic și are o presiune de vapori prea mare (14 MPa) la o temperatură de funcționare de 336 ° C. Cel mai cunoscut moderator este apa grea. Caracteristicile sale sunt apropiate de cele ale apei obișnuite, iar secțiunea transversală de absorbție a neutronilor este mai mică. Sodiul este un excelent lichid de răcire, dar nu este eficient ca moderator de neutroni. Prin urmare, este folosit în reactoare cu neutroni rapizi, unde sunt emiși mai mulți neutroni în timpul fisiunii. Adevărat, sodiul are o serie de dezavantaje: induce radioactivitate, are o capacitate termică scăzută, este activ chimic și se solidifică la temperatura camerei. Un aliaj de sodiu și potasiu are proprietăți similare cu sodiul, dar rămâne lichid la temperatura camerei. Heliul este un excelent lichid de răcire, dar are o capacitate termică specifică scăzută. Dioxidul de carbon este un bun lichid de răcire și a fost utilizat pe scară largă în reactoarele moderate cu grafit. Terfenilul are avantajul față de apă că are o presiune scăzută a vaporilor la temperatura de funcționare, dar se descompune și polimerizează sub temperaturile ridicate și fluxurile de radiații care sunt caracteristice reactoarelor.

Elemente generatoare de căldură.

Un element de combustibil (FE) este un miez de combustibil cu o manta ermetica. Învelișul previne scurgerea produselor de fisiune și interacțiunea combustibilului cu lichidul de răcire. Materialul învelișului trebuie să absoarbă slab neutronii și să aibă caracteristici mecanice, hidraulice și conductoare de căldură acceptabile. Elementele de combustibil sunt de obicei pelete de oxid de uraniu sinterizat în tuburi de aluminiu, zirconiu sau oțel inoxidabil; pelete din aliaje de uraniu cu zirconiu, molibden și aluminiu acoperite cu zirconiu sau aluminiu (în cazul unui aliaj de aluminiu); tablete de grafit cu carbură de uraniu dispersată acoperite cu grafit impermeabil.

Toate aceste elemente de combustibil sunt utilizate, dar pentru reactoarele cu apă presurizată, peletele de oxid de uraniu în tuburi de oțel inoxidabil sunt cele mai preferate. Dioxidul de uraniu nu reacționează cu apa, are o rezistență ridicată la radiații și se caracterizează printr-un punct de topire ridicat.

Pilele de combustibil din grafit par a fi foarte potrivite pentru reactoarele răcite cu gaz la temperatură înaltă, dar au un dezavantaj serios - produsele de fisiune gazoasă pot pătrunde prin învelișul lor din cauza difuziei sau a defectelor grafitului.

Lichidanții de răcire organici sunt incompatibili cu barele de combustibil din zirconiu și, prin urmare, necesită utilizarea aliajelor de aluminiu. Perspectivele pentru reactoarele cu lichid de răcire organic depind de crearea aliajelor de aluminiu sau a produselor din metalurgia pulberilor care ar avea rezistența (la temperaturi de funcționare) și conductivitatea termică necesare pentru utilizarea aripioarelor care măresc transferul de căldură către lichidul de răcire. Deoarece transferul de căldură dintre combustibil și lichidul de răcire organic datorită conducției termice este mic, este de dorit să se folosească fierberea la suprafață pentru a crește transferul de căldură. Noi probleme vor fi asociate cu fierberea la suprafață, dar ele trebuie rezolvate dacă utilizarea fluidelor organice de transfer termic se dovedește a fi benefică.

TIPURI DE REACTORI

Teoretic, sunt posibile mai mult de 100 de tipuri diferite de reactoare, care diferă în funcție de combustibil, moderator și lichide de răcire. Majoritatea reactoarelor convenționale folosesc apă ca lichid de răcire, fie sub presiune, fie apă clocotită.

Reactor cu apă sub presiune.

În astfel de reactoare, apa servește ca moderator și lichid de răcire. Apa încălzită este pompată sub presiune către un schimbător de căldură, unde căldura este transferată în apa din circuitul secundar, în care se generează abur care rotește turbina.

Reactorul de fierbere.

Într-un astfel de reactor, apa fierbe direct în miezul reactorului și aburul rezultat intră în turbină. Majoritatea reactoarelor cu apă clocotită folosesc și apă ca moderator, dar uneori se folosește un moderator din grafit.

Reactor cu răcire cu metal lichid.

Într-un astfel de reactor, metalul lichid care circulă prin conducte este folosit pentru a transfera căldura eliberată în timpul fisiunii în reactor. Aproape toate reactoarele de acest tip folosesc sodiu ca agent de răcire. Aburul generat pe cealaltă parte a conductelor circuitului primar este alimentat la o turbină convențională. Un reactor răcit cu metal lichid poate folosi neutroni de energie relativ mare (reactor cu neutroni rapidi) sau neutroni moderați în grafit sau oxid de beriliu. Ca reactoare de reproducere, reactoarele cu neutroni rapidi răcite cu metal lichid sunt mai preferabile, deoarece în acest caz nu există pierderi de neutroni asociate cu moderarea.

reactor răcit cu gaz.

Într-un astfel de reactor, căldura eliberată în timpul procesului de fisiune este transferată la generatorul de abur prin gaz - dioxid de carbon sau heliu. Moderatorul de neutroni este de obicei grafit. Un reactor răcit cu gaz poate funcționa la temperaturi mult mai mari decât un reactor răcit cu lichid și, prin urmare, este potrivit pentru sistemele industriale de încălzire și centralele electrice de înaltă eficiență. Reactoarele mici răcite cu gaz se caracterizează printr-o siguranță sporită în funcționare, în special prin absența riscului de topire a reactorului.

reactoare omogene.

În miezul reactoarelor omogene se folosește un lichid omogen care conține un izotop fisionabil de uraniu. Lichidul este de obicei un compus de uraniu topit. Este pompat într-un vas mare sferic presurizat unde are loc o reacție în lanț de fisiune într-o masă critică. Lichidul este apoi alimentat în generatorul de abur. Reactoarele omogene nu au câștigat popularitate din cauza dificultăților de proiectare și tehnologice.

REACTIVITATE ȘI CONTROL

Posibilitatea unei reacții în lanț auto-susținută într-un reactor nuclear depinde de câți neutroni se scurg din reactor. Neutronii produși în timpul fisiunii dispar ca urmare a absorbției. În plus, scurgerea de neutroni este posibilă datorită difuziei prin materie, similară difuzării unui gaz prin altul.

Pentru a controla un reactor nuclear, trebuie să fii capabil să controlezi factorul de multiplicare a neutronilor k, definit ca raportul dintre numărul de neutroni dintr-o generație și numărul de neutroni din generația anterioară. La k= 1 (reactor critic) are loc o reacție în lanț staționară cu intensitate constantă. La k> 1 (reactor supercritic), intensitatea procesului crește, iar la k r = 1 – (1/ k) se numește reactivitate.)

Datorită fenomenului de neutroni întârziați, timpul de „naștere” a neutronilor crește de la 0,001 s la 0,1 s. Acest timp de reacție caracteristic face posibilă controlul acestuia cu ajutorul unor actuatoare mecanice - tije de control realizate dintr-un material care absoarbe neutroni (B, Cd, Hf, In, Eu, Gd etc.). Constanta de timp de control ar trebui să fie de ordinul a 0,1 s sau mai mult. Pentru a asigura siguranța, se alege un astfel de mod de funcționare a reactorului în care sunt necesari neutroni întârziați în fiecare generație pentru a menține o reacție staționară în lanț.

Pentru a asigura un anumit nivel de putere, se folosesc tije de control și reflectoare de neutroni, dar problema de control poate fi mult simplificată prin calculul corect al reactorului. De exemplu, dacă reactorul este proiectat astfel încât pe măsură ce puterea sau temperatura crește, reactivitatea scade, atunci va fi mai stabil. De exemplu, dacă întârzierea este insuficientă, apa din reactor se extinde datorită creșterii temperaturii, adică. densitatea moderatorului scade. Ca rezultat, absorbția neutronilor din uraniu-238 este îmbunătățită, deoarece aceștia nu au timp să încetinească efectiv. În unele reactoare, un factor este utilizat pentru a crește scurgerea de neutroni din reactor din cauza scăderii densității apei. O altă modalitate de a stabiliza reactorul este să încălziți un „absorbitor de neutroni rezonanți”, cum ar fi uraniul-238, care apoi absoarbe neutronii mai puternic.

Sisteme de securitate.

Siguranța reactorului este asigurată de unul sau altul mecanism de oprire a acestuia în cazul creșterii puternice a puterii. Acesta poate fi un mecanism al unui proces fizic sau o operare a unui sistem de control și protecție sau ambele. La proiectarea reactoarelor cu apă sub presiune, sunt prevăzute situații de urgență când apă rece intră în reactor, o scădere a debitului de lichid de răcire și o reactivitate prea mare în timpul pornirii. Deoarece intensitatea reacției crește odată cu scăderea temperaturii, cu un aflux puternic de apă rece în reactor, reactivitatea și puterea cresc. Sistemul de protecție prevede de obicei o blocare automată pentru a împiedica pătrunderea apei rece. Cu o scădere a debitului de lichid de răcire, reactorul se supraîncălzi, chiar dacă puterea sa nu crește. În astfel de cazuri, este necesară o oprire automată. În plus, pompele de lichid de răcire trebuie să fie dimensionate pentru a furniza lichidul de răcire necesar pentru oprirea reactorului. O situație de urgență poate apărea la pornirea unui reactor cu reactivitate prea mare. Datorită nivelului scăzut de putere, reactorul nu are timp să se încălzească suficient pentru ca protecția împotriva temperaturii să funcționeze până nu este prea târziu. Singura măsură sigură în astfel de cazuri este pornirea atentă a reactorului.

Evitarea acestor urgente este destul de simpla daca respectati urmatoarea regula: toate actiunile care pot creste reactivitatea sistemului trebuie efectuate cu atentie si incet. Cel mai important lucru în problema siguranței reactorului este nevoia absolută de răcire pe termen lung a miezului reactorului după terminarea reacției de fisiune în acesta. Cert este că produsele de fisiune radioactive rămase în cartușele de combustibil emit căldură. Este mult mai mică decât căldura eliberată în modul de putere maximă, dar este suficient să topești elementele de combustibil în absența răcirii necesare. O scurtă întrerupere a furnizării apei de răcire a dus la deteriorarea semnificativă a miezului și accidentul reactorului din Three Mile Island (SUA). Distrugerea miezului reactorului este paguba minimă în cazul unui astfel de accident. Mai rău, dacă există o scurgere de izotopi radioactivi periculoși. Majoritatea reactoarelor industriale sunt echipate cu carcase de siguranță închise ermetic, care ar trebui să prevină eliberarea izotopilor în mediu în cazul unui accident.

În concluzie, observăm că posibilitatea distrugerii reactorului depinde în mare măsură de schema și proiectarea acestuia. Reactoarele pot fi proiectate în așa fel încât reducerea debitului lichidului de răcire să nu ducă la mari probleme. Acestea sunt diferitele tipuri de reactoare răcite cu gaz.

Faptul că energia este eliberată în timpul fisiunii nucleelor ​​grele rezultă direct din dependența energiei specifice de legare ε = E St (A,Z)/A pe numărul de masă A (Fig. 2). În timpul fisiunii unui nucleu greu, se formează nuclee mai ușoare, în care nucleonii sunt legați mai puternic, iar o parte din energie este eliberată în timpul fisiunii.
De regulă, fisiunea nucleară este însoțită de emisia a 1-4 neutroni.
Să exprimăm energia Q părților de fisiune în termenii energiilor de legare ale nucleelor ​​inițiale și finale. Energia nucleului inițial, format din Z protoni și N neutroni, și având o masă M (A, Z) și o energie de legătură E St (A, Z), scriem sub următoarea formă:

M(A,Z)c 2 = (Zm p + Nm n)c 2 – E St (A,Z).

Împărțirea nucleului (A, Z) în 2 fragmente (A 1, Z 1) și (A 2, Z 2) este însoțită de formarea de N n = A - A 1 - A 2 neutroni prompti. Dacă nucleul (A,Z) este împărțit în fragmente cu mase M 1 (A 1 ,Z 1), M 2 (A 2 ,Z 2) și energii de legare E st1 (A 1 ,Z 1), E st2 (A). 2 , Z 2), atunci pentru energia de fisiune avem expresia:

Q div \u003d (M (A, Z) -) c 2 \u003d E sv1 (A 1, Z 1) + E sv (A 2, Z 2) - E sv (A, Z),

Și

A \u003d A 1 + A 2 + N n, Z \u003d Z 1 + Z 2.

Pe Fig. 26 prezintă forma de căutare a calculatorului de fisiune nucleară cu un exemplu de formare a unei prescripții de căutare pentru a determina pragul de energie și energia de reacție a fisiunii spontane a nucleului de 235 U cu formarea unui fragment de 139 Xe și emisia unui neutron. .

Formarea instrucțiunii de solicitare se realizează după cum urmează:

• « Nucleul este ținta» – 235 U (se aleg valorile Z = 92, A= 235);
• « particulă incidentă» – fără particule incidente – fisiune spontană (selectat în meniul derulant « Fără particule zburătoare»);
• « Ciob selectabil (de utilizator).» – nucleul fragmentului, de exemplu, 95 Sr (se aleg valorile Z = 38, A = 95);
• « ciob (definit de program).» – nucleu fragment de 140 Xe (Z = 92 – 38 = 54,
  A = 235 - 95 = 140);
• « Particula instantanee 1 care însoțește fisiunea» este un neutron (valorile Z = 0,
  A = 1, " Numărul de particule" - unu); în același timp, citirile fragmentului determinate de program - 139 Xe (Z = 54, A = 140 - 1 = 149) se modifică.

Pe Fig. Figura 27 arată forma de ieșire a acestei interogări: se poate observa că nu există un prag de energie pentru fisiunea nucleului de 235 U. Nucleul de 235 U are un mod de dezintegrare – „emisia de neutroni”).

>> fisiunea uraniului

§ 107 FISIA NUCLEILOR URANIUS

Doar nucleele unor elemente grele pot fi împărțite în părți. În timpul fisiunii nucleelor ​​sunt emise doi sau trei neutroni și raze -. În același timp, se eliberează multă energie.

Descoperirea fisiunii uraniului. Fisiunea nucleelor ​​de uraniu a fost descoperită în 1938 de oamenii de știință germani O. Hahn și F. Strassmann. Ei au stabilit că atunci când uraniul este bombardat cu neutroni, apar elemente din partea de mijloc a sistemului periodic: bariu, cripton etc. Totuși, interpretarea corectă a acestui fapt tocmai ca fisiunea nucleului de uraniu care a captat neutronul a fost dată la începutul anului 1939 de către fizicianul englez O. Frisch împreună cu fizicianul austriac L. Meitner.

Captarea unui neutron distruge stabilitatea nucleului. Nucleul este excitat și devine instabil, ceea ce duce la divizarea lui în fragmente. Fisiunea nucleară este posibilă deoarece masa de repaus a unui nucleu greu este mai mare decât suma maselor de repaus ale fragmentelor care apar în timpul fisiunii. Prin urmare, există o eliberare de energie echivalentă cu o scădere a masei de repaus care însoțește fisiunea.

Posibilitatea de fisiune a nucleelor ​​grele poate fi explicată și folosind un grafic al dependenței energiei specifice de legare de numărul de masă A (vezi Fig. 13.11). Energia specifică de legare a nucleelor ​​atomilor elementelor care ocupă ultimele locuri în sistemul periodic (A 200) este cu aproximativ 1 MeV mai mică decât energia specifică de legare din nucleele elementelor situate în mijlocul sistemului periodic (A 100) . Prin urmare, procesul de fisiune a nucleelor ​​grele în nuclee de elemente din partea de mijloc a sistemului periodic este favorabil energetic. După fisiune, sistemul intră într-o stare cu energie internă minimă. La urma urmei, cu cât energia de legare a nucleului este mai mare, cu atât energia trebuie eliberată mai mare atunci când apare nucleul și, în consecință, cu atât energia internă a sistemului nou format este mai mică.

În timpul fisiunii nucleare, energia de legare per nucleon crește cu 1 MeV, iar energia totală eliberată trebuie să fie uriașă - aproximativ 200 MeV. Nicio altă reacție nucleară (care nu are legătură cu fisiunea) nu eliberează energii atât de mari.

Măsurătorile directe ale energiei eliberate în timpul fisiunii nucleului de uraniu au confirmat considerațiile de mai sus și au dat o valoare de 200 MeV. Mai mult, cea mai mare parte din această energie (168 MeV) cade pe energia cinetică a fragmentelor. În Figura 13.13 se vede urmele fragmentelor de uraniu fisil într-o cameră cu nori.

Energia eliberată în timpul fisiunii nucleare este mai degrabă de origine electrostatică decât nucleară. Energia cinetică mare pe care o au fragmentele apare din cauza repulsiei lor coulombice.

mecanismul fisiunii nucleare. Procesul de fisiune nucleară poate fi explicat pe baza modelului de picătură al nucleului. Conform acestui model, o grămadă de nucleoni seamănă cu o picătură de lichid încărcat (Fig. 13.14, a). Forțele nucleare dintre nucleoni sunt cu rază scurtă, ca și forțele care acționează între moleculele lichide. Alături de forțele puternice de repulsie electrostatică dintre protoni, care au tendința de a rupe nucleul, există și forțe nucleare de atracție și mai mari. Aceste forțe împiedică nucleul să se dezintegreze.

Nucleul de uraniu-235 este sferic. După ce a absorbit un neutron în plus, acesta este excitat și începe să se deformeze, dobândind o formă alungită (Fig. 13.14, b). Miezul va fi întins până când forțele de respingere dintre jumătățile miezului alungit încep să prevaleze asupra forțelor de atracție care acționează în istm (Fig. 13.14, c). După aceea, este rupt în două părți (Fig. 13.14, d).

Sub acțiunea forțelor de respingere Coulomb, aceste fragmente se despart cu o viteză egală cu 1/30 din viteza luminii.

Emisia de neutroni în timpul fisiunii. Faptul fundamental al fisiunii nucleare este emisia a doi sau trei neutroni în timpul fisiunii. Datorită acestui fapt, utilizarea practică a energiei intranucleare a devenit posibilă.

Este posibil să înțelegem de ce sunt emiși neutroni liberi din următoarele considerații. Se știe că raportul dintre numărul de neutroni și numărul de protoni din nucleele stabile crește odată cu creșterea numărului atomic. Prin urmare, în fragmentele rezultate din fisiune, numărul relativ de neutroni se dovedește a fi mai mare decât este permis pentru nucleele atomilor situate în mijlocul tabelului periodic. Ca rezultat, mai mulți neutroni sunt eliberați în procesul de fisiune. Energia lor are valori diferite - de la câteva milioane de electroni volți la foarte mici, aproape de zero.

Fisiunea are loc de obicei în fragmente, ale căror mase diferă de aproximativ 1,5 ori. Aceste fragmente sunt foarte radioactive, deoarece conțin o cantitate în exces de neutroni. Ca urmare a unei serii de dezintegrari succesive, se obțin în cele din urmă izotopi stabili.

În concluzie, observăm că există și fisiunea spontană a nucleelor ​​de uraniu. A fost descoperit de fizicienii sovietici G. N. Flerov și K. A. Petrzhak în 1940. Timpul de înjumătățire pentru fisiunea spontană este de 10 16 ani. Acesta este de două milioane de ori mai lung decât timpul de înjumătățire al descompunerii uraniului.

Reacția de fisiune nucleară este însoțită de eliberarea de energie.

Conținutul lecției rezumatul lecției suport cadru prezentarea lecției metode accelerative tehnologii interactive Practică sarcini și exerciții ateliere de autoexaminare, instruiri, cazuri, quest-uri teme pentru acasă întrebări discuții întrebări retorice de la elevi Ilustrații audio, clipuri video și multimedia fotografii, imagini grafice, tabele, scheme umor, anecdote, glume, pilde cu benzi desenate, proverbe, cuvinte încrucișate, citate Suplimente rezumate articole jetoane pentru curioase cheat sheets manuale de bază și glosar suplimentar de termeni altele Îmbunătățirea manualelor și lecțiilorcorectarea erorilor din manual actualizarea unui fragment în manual elemente de inovare în lecție înlocuirea cunoștințelor învechite cu altele noi Doar pentru profesori lecții perfecte plan calendaristic pentru anul recomandări metodologice ale programului de discuții Lecții integrate