Tuumafüüsika (1)

5 VÄGA HEA

Lõik failist

Tuumafüüsika

Prootonite arvu tuumas määrab aatomi järjenumber perioodilisuse tabelis e. aatominumber , mille tähis on tavaliselt Z. (Keemilise elemendi järjenumber Mendelejevi tabelis).

Neutronite arvu tähistatakse tähisega N, nukleonide koguarvu tähistatakse sümboliga A. Aatominumbrit tähistatakse tähega Z. Selleks, et arvutada neutronite arvu tuumas, tuleb lahutada nukleonide koguarvust aatominumber e. prootonitearv aatomis. (N=A-Z)

Isotoobid on tuumad , mis sisaldavad sama arvu prootoneid, kuid erineva arvu neutroneid. Näide: süsinuku tuumas on alati 6 prootonit, kuid neutroneid võib seal olla 5;6;7;8;9 või isegi 10.

Radioaktiivsel elemendil on radioaktiivne poolestusaeg , mis iseloomustab radioaktiivsete elementide aatomite eluiga. See on ajavahemik , mille jooksul lagunevad pooled antud elemendi aatomitest ehk poolestusaja jooksul väheneb radioaktiivse aine mass poole võrra. Kõik elemendid, mille järjekorranumber on suurem kui 93 on radioaktiivsed.

Radioaktiivne kiirgus väljub tuumast, mille tagajärjel tekib täiesti uus element.
Aineosakeste ehk tuumade lagunemise protsess erineb tavalisest lagunemisest, sest aineosakesed muutuvad teisteks keemilisteks elementideks.

α lagunemisel tekib uus element, kus ematuum erineb tütartuumast 2 aatominumbri võrra. Üldjuhul võib α lagunemise esitada järgmisel kujul:
Kus X on ematuum, Y on tütartuum ning A ja Z vastavalt ematuuma massiarv ja aatominumber.

β lagunemisel jääb tütartuuma nukleonide koguarv samaks, mis ematuumalgi, kuid ühe võrra on suurenenud prootonite arv tuumas. Järelikult on üks lähtetuuma neutronitest muundunud prootoniks. Selle protsessi käigust tekib lisaks elektronile veel üks osake, millele on antud nimeks neutriino – väike neutron .

Energeetiliselt kasulikud on kergete tuumade sünteesireaktsioon ( termotuumareaktsioonid ) ja kontrollitavad ahelreaktsioonid (mida kasutatakse tuumareaktoris energia tootmiseks).

Energia eraldub tuumareaktsioonides, kui tuum põrkub kokku elementaarosakestega.

Kui raske tuum lõhustub, siis tekkinud tuumakildude eriseoseenergia on suurem kui ematuumal. See aga tähendab, et energia jäävuse seaduse järgi peab sellisel lõhustumisrektsioonil eralduma teatud hulk energiat, sest seose energia on oma olemuselt negatiivne: mida suurem on selle energia absoluutväärtus, seda rohkem on vaja teha tööd, et vabastada nukleon tuumajõu mõjust.(sama kehtib ka uraani tuuma kohta kuna uraani tuum on raske tuum.)
Arvestades nukleonide arvu, saame uraanituuma seose energiaks 7,5 x 235MeV=1763MeV.

Ahelreaktsiooni tekkimiseks kasutatakse lõhustumisreaktsiooni enese käigus vabanenud neutrone . Kui 1 neutron kutsub esile uraani tuuma lõhustumise, mille tulemusel tekib peale tuumakildude ka 2-3 uut neutronit, siis võivad need omakorda esile kutsuda uute tuumade lõhustamise, millest tekivad üha uued ja uued neutronid , mis jätkavad reaktsiooni.

Tuumapomm ehk aatomipomm on suure plahvatusjõuga lõhkekeha, kus energia vabaneb raskete aatomituumade lõhustumisel. Lisaks tavalisetele tuumapommidele on olemas termotuumapommid (vesinikupommid), neutronpommid ja kombineeritud tuumarelvad. Tavalise tuumapommi puhul kasutatakse tuumkütusena tavaliselt plutoonium-239. Esimeste tuumapommide tuumkütuseks kasutati ka uraan -235, kuid sellised tuumapommid on oma massi kohta oluliselt väiksema purustusjõuga. Tuumapommis olev tuumakütus tuleb pommi plahvatamiseks viia üle ahelreaktsiooni tekitamiseks vajaliku kriitilise massi. Kriitiline mass ei ole tegelikult seotud tuumapommi tuumkütuse massiga, vaid määrab ära kütuse koguse, mis on vaja, et piisavalt palju tuumalõhustumisel tekkivaid neutroneid algataks uue tuumalõhustumise reaktsiooni.Tuumaplahvatuse tekitamiseks lükatakse poolkerad üksteise vastu tavalise lõhkeaine plahvatuse jõul. Kui poolkerade siledad pinnad puutuvad kokku, siis moodustavad nad koos kriitilist massi ületava ainehulga ja algabki plahvatuslik ahelreaktsioon.

Vesinikupomm koosneb aatomipommist, mida kasutatakse termotuumareaktsiooni jaoks vajaliku kõrge temperatuuri loomiseks, ja paagist, kus on segatud vesinik -2 ja liitium . Liitium muutub kõrge temperatuuri toimel vesinik-3-ks, mis siis vesinik-2-ga reageerides vabastab massiühiku kohta hiiglasuure koguse neutroneid ja soojust. Toimub vesinikpommi plahvatus .Vesinikpommis tekib termotuumareaktsioon .

Kui tuumareaktsioonis lagunevad suure järjenumbriga elementide tuumad, siis termotuumareaktsioonis liituvad väikese järjenumbriga elementide (eelkõige vesiniku) tuumad. Kõrgel temperatuuril, umbes saja miljoni kraadi juures, kui vesinik-2 ja vesinik-3 tuumad, mis on saavutanud küllaldase kiiruse ületamaks prootonitevahelisi tõukejõude, põrkuvad, siis nad moodustavad heeliumituuma. Ülejäänud neutron kiiratakse ära koos suure hulga energiaga. Üliraske vesinik on radioaktiivne isotoop.

Termotuumareaktsioonid esinevad Päikesel ja tähtedel.(Maapealsetes tingimustes on termotuumareaktsioone teostatud seni vaid vesinikupommi plahvatusel).

Lae alla, et näha rohkem ▪ ▪ ▪

5 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 5 punkti.

~ 2 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2009-09-30 Kuupäev, millal dokument üles laeti

72 laadimist Kokku alla laetud

1 arvamus Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

glect Õppematerjali autor

Väike ülevaade tuumafüüsikast

isotoobid prootonid ? lagunemine ? lagunemine tuumapopp vesinikupomm

Sarnased õppematerjalid

pptx

Tuumaenergia powerpoint

Tuumaenergia Rõngu Keskkool Pillerin Palo 9.klass 2010/11 õa Tuumaenergia ajalugu · 1789.a avastas Martin Heinrich Klaproth aine, mille ta nimetas uraaniks(uraandioksiid).S Click to edit Master text styles uri aastal 1817. Second level Third level Fourth level · Metallist uraani sai Fifth level esmakordselt alles Eugen Péligot aastal 1841. Tuumaenergia ajalugu 2 Aastal 1896 avastas Henri Click to edit Master text styles · Bacquerel, et uraan kiirgab Second level nähtamatuid kiiri, mis läbivad musta paberit ja põhjustavad fotoplaadi Third level tumenemise. Selle kiirguse ta Fourth level nimetas uraanikiirteks.

Keemia

doc

Füüsika konspekt

TUUMAFÜÜSIKA KONSPEKT Uurimuste käigus on selgunud, et aatomi tuuma struktuur on väga keeruline ja see ei ole tänapäevani lõplikult selge. Aatomi tuum mõjutab otseselt elektronkatte struktuuri, sest see kujuneb tuuma positiivse laengu mõju väljas.Tuum valitseb oma elektrilaenguga elektrone tänu elektrilise mõju kaugeleulatuvusega. Aatomi kvantmehaanilises mudelis määrab üheselt elektronkatte kihilise struktuuri elektronide koguarv Tuum tervikuna määrab ära elektronide arvu aatomi elektronkattes ja nende asetuse valemiga 2 n 2 . Muus osas on aatom ja selle tuum täiesti eraldi vaadeldavad, sest neid eraldavad ruumilises ulatuses viis suurusjärku. Kui välja arvata prootonite arv, siis tuuma siseehitus aatomi elektronkattele mõju ei avalda ja tuum ise on on elektronkatte uurimise vahenditele kättesaamatu. Seepärast käsitletakse tuumamudelit täiesti eraldi, kuigi see peaks olema osa aatomimudelist. Tuum koosneb nukleonidest. Jõud nende osakeste vahel

Füüsika

ppt

Referaat...

Aatomi tuum Aatomi tuum on mõõtmetelt suurusjärgus 1013 cm. Tuum on väga suure tihedusega. Oma olemuselt on tuum liitosake. Tuuma põhiline koostisosake on prooton (1913) Lisaks prootonitele on tuumas veel neutronid. (1932) nukleonid (lad k nucleus tuum) prootonid ja neutronid Tuuma laeng ja mass Prootoni laeng on positiivne ja võrdne elektroni laenguga Neutronil laengut ei ole Prootonite arv tuuma laeng. Võrdne järjenumbriga perioodilisuse tabelis. Tähistatakse täisarvuga Z Prootoni mass 1836,1 elektroni massi 1,6726 · 1027 kg Neutroni mass 1838,7 elektroni massi 1,6749 · 1027 kg Tuuma massiarv Prootonite ja neutronite koguarv on tuuma massiarv A (nukleonide koguarv) A A A = Z + N Z XN Z X Ühel keemilisel elemendil võib olla erineva massiarvuga tuumi. Neid nimetatakse isotoopideks Isotoobid Tuumi, mis sisaldavad sama arvu prooton

Füüsika

doc

Füüsika 12kl astronoomia

TUUMAFÜÜSIKA 1.Tuuma ehitus, Miks prootonid ja neutronid ei liitu tohutult suurte tuumajõudude tulemusel? Miks osakesed millel pole välispinda ei lähene rohkem üksteisele? Põhjus on sama, miks elektronid on üle kogu aatomi laiali jagunenud? Vastuse annab mitteklassikaline füüsika KVANTMEHAANIKA Tähtsaim osa on ENERGIAL Kehtivad ranged reeglid Siin on oma osa mitmel füüsikalisel suurusel. : 1. Osake saab omada vaid teatud kindlaid energiaväärtusi (lubatud energiatasemed) 2. Ühel energiatasemel saab olla vaid kindel piiratud arv osakesi (igal tasemel on see arv erinev) 2.tuuma jõud prooton neutron, Kuna nukleonid on neutraalse värvilaenguga, siis ei saa nende vahel olla tugevat vastasmõju (kuigi prootonid ja neutronid koosnevad kvarkidest, ei saa nad vahetada omavahel gluuoneid). Nukleonide vahelist jõudu vahendav osake peab ise olema samuti neutraalse värvilaenguga, kuid koosnema s

Füüsika

docx

Mikromaailma füüsika

Aatom on keemilise elemendi väikseim osake, läbimõõt 10-10m. Aatomi tuuma suurus 10-15 m. Aatomituum koosneb nukleonidest – positiivse laenguga prootonitest ja laenguta neutronitest. Thomsoni aatomimudel: aatomit kujutati positiivselt laetud kerana, millesse olid pikitud elektronid. Rutherfordi planetaarse aatomimudeli järgi on aatomil tuum ja selle ümber liiguvad elektronid. Katses uuriti alfaosakeste hajumist, nende läbi minekut õhukesest metalllehest. Kõige olulisem tulemus: sündis uus nn planetaarne aatomimudel, mille järgi aatomil on olemas tuum ja tuuma ümber liiguvad elektronid. Bohri 3 postulaati: 1)statsionaalsete olekute postulaat – aatom võib viibida ainult kindlate energiatega olekutes. 2)lubatud orbiitide postulaat – lektronid võivad aatomis asetseda ainult kindlatel orbiitidel. 3)kiirguse postulaat – üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele, aatom kiirgab või neelab valgust kindlate kvantide kaupa. Aatom kiirgab kvandi, kui elektron siirdub kõr

Mikromaailm

doc

Füüsika – Tuumafüüsika

Ande Andekas-Lammutaja Füüsika Tuumafüüsika Tuum on kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid, tema läbimõõt on suurusjärgus 10 -15 m. Tuuma on koondunud enamus aatomi massist, tema tihedus on 10 18. Tuuma tähtsaim koostisosa on positiivse laenguga prooton, mille arv tuumas määrab keemilise elemendi. Aatomnumber e. laenguarv e. laeng z näitab tuuma laengut e. prootonite arvu. Neutron on elektriliselt neutraalne osake, mis vastavalt suurendab tuuma massi

Füüsika

pptx

Tuumafüüsika ja elementaarosakeste füüsika

Tuumafüüsika Millega tegelevad tuumafüüsikud? Tuuma ehitus Tuumareaktsioonid Radioaktiivsus Kiirgus Termotuumareakt sioonid 2 Tuuma mõõtmed Tuum on kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. Aatomi läbimõõt 1010m Tuum on umbes 100 000 Tuuma läbimõõt 1015m korda väiksem kui aatom Tuuma on koondunud suurem osa aatomi massist. Tema suurust mõõtis esmakordselt E. Rutherford 1911. aastal. 3 Tuuma koostisosakesed 4 1913.a. Tuuma koostisosakesed nukleonid 1920.a. Prooton Neutron Prootonite arv tuumas Tuuma "täiteaine" määrab keemilise Elektriliselt elemendi. neutraalselt laetud Prooton on positiivselt laetud Tavaliselt on tuumas Prootoni mass neutronid sama palju 1836,1 elektroni massi kui prootonid. 1,6726 · 102

Füüsika

doc

Radioaktiivsus ja kiirgus

Kordamine. Radioaktiivsus. 1. Mis on radioaktiivsus? Radioaktiivsus oa aatomi lagunemine laetud osakesteks ja teiseks aatomiks, mille keemilised omadused on esialgse aatomi omadustest erinevad. 2. Millest oleneb tuumade püsivus? Tuumade püsivus oleneb tuumalaengu ja massiarvu suhtest. 3. Mis moodustavad alfakiirguse? Alfakiirguse moodustavad heeliumi aatomite tuumad. 4. Mis moodustavad beetakiirguse? Beetakiirguse moodustavad elektronid, mis tekivad radioaktiivse elemendi ühe neutroni muundumisel prootoniks 5. Mis moodustavad gammakiirguse? Gammakiirguse moodustavad elektomagnetlained. 6. Nihkereeglid. · Alfa-lagunemine tuum kaotab kahekordse elementaarlaengu suuruse positiivse elektrilaengu ning tema mass väheneb kuni 4-aatommassi ühiku võrra. Element ninhkub perioodilisustabelis kahe ruudu võrra ettepoole. · Beeta-lagunemine elektron lendab tuumast välja,tuumalaeng suureneb ühe ühiku võrr

Füüsika

Rohkem sarnaseid