veekogud. Kõikide tuumarelvade võimsust mõõdetakse trotüülekvivalendiga kilo või megatonnides. Üks kilotonn on plahvatuse võimsus, mis tekib tuhande tonni tavalise lõhkeaine (trotüüli) plahvatama panemisel. 7) Milles seisneb radioaktiivsus, millised on radioaktiivse kiirguse liigid, kuidas need tekivad? – Radioaktiivsuseks nimetatakse mingit liiki osakeste või elektromagnetkiirguse iseeneslikku kiirgumist aatomituumadest. Radioaktiivse kiirguse liigid on 1) alfa-kiirgus – aatomituumadest lähtuvad heeliumi (He) aatomi tuumad, mida nimetatakse alfa-osadeks. 2) beeta-kiirgus - aatomituumadest lähtuvad kiired elektronid, mis tekivad neutronite muundumisel prootoniteks. 3) gamma-kiirgus – väga suure energiaga elektromagnetvälja kvandid. Alfa ja beeta kiirgusel tekivad uued keemilised elemendid või nende isotoobid. Isotoobid on ühe ja sama keemilise elemendi aatomituumad, milledes on
element.Laenguarv-Z koosneb prootonite arvust.Massiarv- A tuumaosakeste arv kokku.Tuumajõud- jõud, mis hoiab tuumaosakesi koos.Seosenergia- on võrdne minimaalse tööga,mis kulub liitosakeste lahutamiseks koostisosadeks.Tuumareaktsioon- tuumaenergia muutub elektrienergiaks.Termotuumareaktsioon- kergete tuumade ühinemine kõrgel temp.Ahelreaktsioon- nähtus kus tuumade reaktsioon põhjustab neutronide vabanemise mille käigus toimub uute tuumade lagunemine.Radioaktiivsus- nähtus kus aatomituumadest iseeneselikult eraldub osakesi suurel kiirusel.Alfakiirgus- tuumast eraldub aatomituumasi.Beetakiirgus- elektronide kiirgamine aatomituumast tekib siis kui prootone on neutronitest rohkem.Gammakiirgus- suure sagedusega valgusosakeste kiirgamine.
Termotuuma energia all mõistetakse protsesse, mille energiaallikaks on päike või tähted. Väikese massiga aatomituumad "sulavad" kokku ja vabastavad energiat. Click icon to add picture Termotuumaenergia Kuidas toimub Maal? Selleks on vaja väga kõrget temperatuuri (150 miljonit °C) kõrget rõhku intensiivset kiirgust tokamak või stellaraator tüüpi teaduslikku testsüsteemi Gaas muutub plasmaks Plasma elektronid eemalduvad täielikult aatomituumadest Plasmat kontrollivad mehanismid, masinad: tokamak venemaal väljamõeldud Termotuumareaktor Hetkel ei ole ühtegi töötavat termotuumareaktorit, mis annaks välja rohkem energiat kui termotuumareaktsiooni esilekutsumiseks kulus. Termotuumareaktorite kütuse kaks vesinikugaasi liiki: deuteerium ja triitium. 1 l vett=33 mg deuteeriumit Triitiumit saadakse liitiumi tuuma lõhustamisel TulevikITER Maailma energiatööstuse aastakäive on umbes 4.5 triljonit eurot
LI VO D JA JA JA A NIK A K A R AMKOVA ANNE 11.C TERMOTUUMAENERGIA • TERMOTUUMAENERGIAKS NIMETATAKSE PROTSESSE, MIS TOIMUVAD TÄHTEDES VÕI PÄIKESES • VÄIKESE MASSIGA AATOMITUUMAD „SULAVAD“ KOKKU JA VABANEB ENERGIA KUIDAS SEE TOIMUB MAAL? • ON VAJA VÄGA KÕRGET TEMPERATUURI (150 MILJONIT °C), INTENSIIVSET KIIRGUST JA TEADUSLIKKU TESTSÜSTEEMI • SELLE KÄIGUS MUUTUB GAAS PLASMAKS, PLASMA ELEKTRONID EEMALDUVAD AATOMITUUMADEST TÄIELIKULT • PLASMAT KONTROLLIVAD MEHANISMID, MASINAD: TOKAMAK- VENEMAAL VÄLJAMÕELDUD TERMOTUUMAREAKTOR • HETKEL POLE ÜHTEGI TÖÖTAVAT TERMOTUUMAREAKTORIT, MIS ANNAKS ROHKEM ENERGIAT KUI SELLE ESILEKUTSUMISEKS VAJA ON • TERMOTUUMAREAKTORITES ON KÜTUSTEKS KAKS VESINIKUGAASI: DEUTEERIUM JA FRIITIUM • TULEVIK - ITER TULEVIK - ITER § LÜHEND ITER TÄHENDAB “INTERNATIONAL THERMONUCLEAR EXPERIMENTAL REACTOR” EHK RAHVUSVAHELINE EKSPERIMENTAALNE TERMOTUUMA
Radioaktiivne kiirgus ja selle kasutamise võimalused Radioaktiivne kiirgus ● Tekib looduslikes tingimustes radioaktiivsete elementide ebastabiilsete tuumade lagunemisel ● Samuti kergete tuumade ühinemisel vesinikupommi lõhkemisel ja tähtede termotuumareaktsioonis Radioaktiivsuse liigid Alfakiirgus ● Koosneb kahest osakesest - kahest prootonist ja kahest neutronist koosnevatest heeliumi aatomituumadest ● Rasked, suure laenguga ja aeglased ● Varjendiks piisab paberilehest Radioaktiivsuse liigid Beetakiirgus ● Koosneb beetaosakestest - kas elektronist või positronist ● Läbimisvõime alfaosakestest suurem ● Teisese kiirgusena tekib ka röntgenkiirgus ● Varjestamiseks piisab õhukesest metall-lehest, näiteks alumiiniumilehest. Radioaktiivsuse liigid Gammakiirgus ● Koosneb suure energiaga gammakvantidest ● Inimesele ohtlikuim tänu suurele läbimisvõimele
Ioon Elektrilise potentsiaali jaotuminenitraadi (NO3-)) ioonis. Punase värviga piirkonnad on madalama energiaga kui kollase värviga piirkonnad. Ioon on aatom või molekul, mis on kaotanud (või juurde saanud) ühe või mitu valentselektroni, mis annab talle positiivse või negatiivse elektrilaengu. Positiivse elektrilaenguga iooni nimetatakse katiooniks ja sellel on elektronkattes vähem elektrone kui tuumas prootoneid. Negatiivse elektrilaengugaiooni nimetatakse aniooniks ja sellel on elektronkattes rohkem elektrone kui tuumas prootoneid. Ioone tähistatakse sama moodi kui elektriliselt neutraalseid keemilisi elemente lisades sõltuvalt iooni tüübist elemendi tähisele "+" või "" märgi ning märkides vajadusel ära kaotatud või juurde saadud elektronide arvu. Näiteks H+ ja SO42-. Ionisatsioonienergia Energia, mis on vajalik põhiolekus (madalaimal energiatasemel) oleva elektroni väljalöömiseks aatomi elektronkattest nimetatakse...
Kosmiline kiirgus ja virmalised Kosmiline kiirgus Kosmiline kiirgus on maailmaruumis väga kiiresti liikuvate laenguga osakeste (esmas- ehk primaarkiirguse) ja Maa atmosfääris nende toimel tekkivate osakeste (teis- ehk sekundaarkiirguse) voog. Primaarkiirgus koosneb peamiselt prootoneist (umbes 90%) ja kergete elementide aatomituumadest. Kosmiline primaarkiirgus neeldub Maa õhkkonnas ja tekitab vastastikuses mõjus õhumolekulidega kosmilise sekundaarkiirguse, mis koosneb prootoneist, elektronidest jt. Osa kosmilisest sekundaarkiirgusest jõuab maapinnani. Ülikõrge energiaga kosmiline kiirgus avastati 1962 aastal ja selle uurimine on tänaseni väga keeruline, sest hinnanguliselt jõuab Maa atmosfääri keskmiselt vähem kui üks osake energiaga üle 1020 eV ruutkilomeetri kohta sajandis
E=A 12. Massidefekt- tuuma koostisosakeste ja tuuma masside vahe. ∆M= Zmp+ Nmn- Mt. Mt- tuuma(seisu)mass Z- laenguarv(prootonite arv) mp- prootoni(seisu)mass N- neutronite arv mn- neutroni(seisu)mass 13. Radioaktiivsus- ainete võimet iseeneslikult kiirguda. 14. Radioaktiivse kiirguse liigid- *α-kiirgus- kõige väiksema läbitungimise võimega kiirgus (teda peatab juba paberleht); käitub magnetväljas nagu positiivselt laetud osakeste voog; koosneb heelium-4 aatomituumadest. *β-kiirgus- keskmise läbitungimisvõimega kiirgus (teda peatab 2..3mm paksune Al-plaat); käitub magnetväljas nagu negatiivselt laetud osakeste voog; koosneb elektronidest. *γ-kiirgus- kõige suurema läbitungimisvõimega kiirgus (1cm paksune Pb kiht vähendab kiirguse intensiivsust kaks korda); magnetväli ei avalda tema kulgemisele mingit mõju; on väga väikese lainepikkusega (10-8 ... 10-11 m) ja väga suure energiaga elektro-magnetlaine 15
Elementaarosakeste füüsika Elementaarosakese mõiste areng- Ajalooliselt on arvatud, et väikseim osake on aatom ( kreeka k ’jagamatu’). Hiljem avastati, et need koosnevad aatomituumadest ja elektronidest. Siis avastatu aatomituuma alamstruktuur: prootonid ja neutronid, mida omakorda pikalt peegi jagamatuteks. Nüüd on teada, et ka prootonid ja neutronid ei ole jagamatud osakesed, vaid koosnevad kvarkidest. Kuid kindlasti pole tegemist lõpliku füüsikateooriga- elementaarosakeste loetelu saab tõenäoliselt tulevikus täiendada või korrigeerida. Seega sõltub elementaarosakese mõiste sellest, kui väikesemõõtmelisi struktuure parasjagu olemasolev tehnoloogia võimaldab
Radioaktiivse kiirguse liigid Radioaktiivsed kiirgused jaguneva otseselt ioniseerivateks kiirgusteks ja kaudselt ioniseerivateks kiirgusteks. Ioniseerivad kiirgused on alfa-, beeta- ja gammakiirgus. Neutronkiirgus on kaudselt ioniseeriv kiirgus, tema ioniseeriv toime tuleneb võimest tuuma ergastada ning lagunema sundida. Alfakiirgus Alfakiirgus koosneb alfaosakestest kahest prootonist ja kahest neutronist koosnevatest heeliumi aatomituumadest. Alfaosakesed on rasked, suure laenguga ja suhteliselt aeglased, mistõttu on tõenäosus, et nad oma teel mõne teise aatomi vastu põrkavad, suur. Piisab tavalisest paberilehest või mõnesentimeetrisest õhukihist, et kõik alfaosakesed põrkuks mõne ees seisva aatomi vastu ning ioniseeriks selle. Beetakiirgus Beetakiirgus koosneb beetaosakestest sõltuvalt lagunemise tüübist kas elektronist või positronist
Sündivas tähes võitlevad kaks vastassuunalist jõudu. Raskusjõud püüab tähte kokku suruda, gaasiosakeste soojusliikumsel tekkiv rõhk püüab aga tähte paisutada. Kuna esialgu on temperatuur suhtliselt madal, jääb peale raskusjõud. Kokkukukkuva oukve osakeste energia muundub pidevalt soojuseks ja temperatuur tõuseb. Üha suurenev kuumus lagundab tolmuosakesed, lõhub molekulid ja kihutab elektronid aatomitest välja. Lõpuks koosneb tekkiv täht peaaegu ainult paljastest aatomituumadest ja elektronidest. Suurem osa aatomituumi on vesiniku tuumad ehk prootonid ja umbes kolmandik heeliumi. Temperatuur prototähe keskmes üha tõuseb umbes nelja miljoni kraadini ning algavad tuumareaktsioonid, millest täht saab praktiliselt kogu oma energia. Tuumajõujaamast tähe keskmes vabaneb võimas energia kiirgus tähest väljapoole. Kiirguse rõhk kasvab sedavõrd suureks, et see taltsutab raskusjõu ja peatab tähe kokkutõmbamise.
(1) 1.1. Prototäht Sündivas tähes võitleb 2 vastassuunalist jõudu. Raskusjõud püüab prototähte jätkuvalt kokku suruda, gaasiosakeste soojusliikumisel tekkiv rõhk aga üritab tähte paisutada. Kokkukukkuva pilve osakeste energia muundub pidevalt soojuseks ja temperatuur tõuseb. Üha suurenev kuumus lagundab tolmuosakese, lõhub molekulid ja kihutab elektronid aatomitest välja. Lõpuks koosneb tekkiv täht peaaegu ainult paljastest aatomituumadest ja elektronidest. Temperatuur prototähe keskmes üha tõuseb. Umbes 4 miljoni kraadi juures algavad tuumareaktsioonid ja sest peale saab täht kogu oma energia nendest reaktsioonidest.(6) Termotuumareaktsioon algab siis, kui prototähe südamik on nii kuum, et vesiniku aatomituumad liituvad heeliumiks. Sellest hetkest on prototäht muutunud nooreks täheks. Prototähe staadium on ainult pisike murdosa tähe elueast. Küpsesse olekusse jõudnult püsivad tähed stabiilsena suurema osa elust
vesiniku aatomi tuumad. Vanimatel tähtedel kosmoses on veel praegugi just niisugune koostis. 5 minuti pärast oli aine niipalju hõrenenud, et tuumasüntees vaibus. Järelejäänud vabad neutronid ei olnud stabiilsed ning järgmiste minutite jooksul lagunesid nad prootoniteks ja elektronideks. Kõik raskemad keemilised elemendid tekkisid alles hiljem tähtede sisemuses. Temperatuur oli ikka veel nii kõrge, et aine eksisteeris plasma kujul seguna vabadest aatomituumadest, prootonitest ja elektronidest röntgenkiirguse (temperatuurikiirguse) käes. Kiirguseajastu lõpp ja aineajastu algus Seni moodustas elektromagnetkiirgus põhiosa kosmose energiatihedusest. Ent paisumisega seotud temperatuuri alanemisel see aina vähenes. Aine energiatihedus kahanes seisumassi tõttu tunduvalt aeglasemalt. Umbes 200 000 aasta pärast ületas aine osatähtsus Universumi koguenergias kiirguse oma. Taustkiirguse vabanemine
hilisemad vesiniku aatomi tuumad. Vanimatel tähtedel kosmoses on veel praegugi just niisugune koostis. 5 minuti pärast oli aine niipalju hõrenenud, et tuumasüntees vaibus. Järelejäänud vabad neutronid ei olnud stabiilsed ning järgmiste minutite jooksul lagunesid nad prootoniteks ja elektronideks. Kõik raskemad keemilised elemendid tekkisid alles hiljem tähtede sisemuses. Temperatuur oli ikka veel nii kõrge, et aine eksisteeris plasma kujul seguna vabadest aatomituumadest, prootonitest ja elektronidest röntgenkiirguse (temperatuurikiirguse) käes. 1.9 Kiirguseajastu lõpp ja aineajastu algus Seni moodustas elektromagnetkiirgus põhiosa kosmose energiatihedusest. Ent paisumisega seotud temperatuuri alanemisel see aina vähenes. Aine energiatihedus kahanes seisumassi tõttu tunduvalt aeglasemalt. Umbes 200 000 aasta pärast ületas aine osatähtsus Universumi koguenergias kiirguse oma. 1.10 Taustkiirguse vabanemine
1) Aine on mateeria, millest koosnevad kõik kehad. See koosneb põhiliselt aatomituumadest ja elektronidest, mis enamasti esinevad ioonide, aatomite ja molekulide kujul. Ainete all mõistetakse loodusteaduses ja tehnikas ka keemilisi aineid. 2) Ained koosnevad osakestest, kuna nad võivad iseeneslikult seguneda (difusioon - mateeria või energia ülekanne piirkonnast suure kontsentratniooniga väikse kontsentratsiooniga piirkonda). 3) Pideva soojusliikumise tõestuseks on difusioon (näiteks energia ülekandmine ühest
pinnalt lahkuvad. Kuna elektronid lahkuvad peamiselt magnetpoolustelt, siis on väljuvad impulsid kosmosesse suunatud kitsa kiirtekimbuna. Teatud aja jooksul aga pulsarite pöörlemine magnetvälja nõrgenemisega, aga lakkab ja järele jääb tavaline neutrontäht. Viimane aga võib uuesti reaktiveeruda, kui ta millegi arvelt massi juurde saab. Neutrontähe ehitus Kõige pealmine kiht koosneb tavalistest aatomituumadest ja samuti elektronidest. Atmosfäär on umbes ühe meetri paksune, sellele järgneb tahke koorik. Tähe gravitatsioonilised jõud piiravad mägede kõrgusi ainult paari sentimeetrini. Sügavamale minnes, esineb aina enam aatomi tuumi, kus on kasvav neutronite arvsellised tuumad laguneksid Maal kiiresti, kuid neutrontähe surve hoiab neid koos. Ainult kõige primitiivsemates mudelites koosneb neutrontäht ainult neutronitest. Enam arenenud
Seejuures peab kallutava magnetvälja jõud olema seda suurem, mida suurem on osakese kiirus ja mida väiksem ringi kõverus (mida teab hästi iga kurvis sõitnud autojuht). Seepärast peab võimsamate kiirendite ehitamiseks suurendama magnetvälja tugevust või ehitama nad üha suurema ringina. Kosmiline kiirgus Kosmiline kiirgus, kosmiline primaar- ehk esmaskiirgus on maailmaruumis suure kiirusega liikuvate osakeste voog, mis koosneb peamiselt prootoneist (umbes 90%) ja kergete elementide aatomituumadest. Kosmiline esmaskiirgus neeldub Maa õhkkonnas ja tekitab vastastikuses mõjus õhumolekulidega kosmilise sekundaar- ehk teiskiirguse, mis koosneb prootoneist, elektronidest jt. elementaarosakestest. Osa kosmilist teiskiirgust jõuab maapinnani. Maa magnetväli Maa magnetväli on planeet Maad ümbritsev ligikaudu magnetdipooli ülesehitusega magnetväli, mis tuleneb planeedi seesmistest füüsikalistest protsessidest. Magnetilise induktsiooni vektori tsirkulatsioon ???
See tähendab seda, et gravitatsioon on kui aegruumi kõverdus ( aegruumi geomeetria ). See ei ole energiaväli. Kuid näiteks elektri- ja magnetväljad on aga energiaväljad. Nad ( laengud ) küll suudavad mõjutada aegruumi suhteid nagu seda teeb mass, kuid nad ise ei ole põhjustatud aegruumi kõverdumisest. Aine ja välja olemus selgub kõige paremini siis, kui uurida meie mikromaailma. Maailm koosneb molekulidest, need koosnevad aga aatomitest, need aatomituumadest ja need omakorda elementaarosakestest. On olemas väga erinevaid elemente ( näiteks H2O ja O2 jne ), kuid nende süsteemide vahel eksisteerivad ainult neli vastastikmõju. Väljana käsitletaksegi seoseid aineosakeste ( näiteks leptonid, hadronid jne ) vahel, mida ei ole võimalik samasuguste osakestega kirjeldada. Väljad eksisteerivad kehade vahetus ümbruses. Kuid on olemas ka väljaosakesed nagu näiteks footonid, gravitonid, gluuonid, vahebosonid jne. Need osakesed vahendavad
See tähendab seda, et gravitatsioon on kui aegruumi kõverdus ( aegruumi geomeetria ). See ei ole energiaväli. Kuid näiteks elektri- ja magnetväljad on aga energiaväljad. Nad ( laengud ) küll suudavad mõjutada aegruumi suhteid nagu seda teeb mass, kuid nad ise ei ole põhjustatud aegruumi kõverdumisest. Aine ja välja olemus selgub kõige paremini siis, kui uurida meie mikromaailma. Maailm koosneb molekulidest, need koosnevad aga aatomitest, need aatomituumadest ja need omakorda elementaarosakestest. On olemas väga erinevaid elemente ( näiteks H2O ja O2 jne ), kuid nende süsteemide vahel eksisteerivad ainult neli vastastikmõju. Väljana käsitletaksegi seoseid aineosakeste ( näiteks leptonid, hadronid jne ) vahel, mida ei ole võimalik samasuguste osakestega kirjeldada. Väljad eksisteerivad kehade vahetus ümbruses. Kuid on olemas ka väljaosakesed nagu näiteks footonid, gravitonid, gluuonid, vahebosonid jne. Need osakesed vahendavad
See tähendab seda, et gravitatsioon on kui aegruumi kõverdus ( aegruumi geomeetria ). See ei ole energiaväli. Kuid näiteks elektri- ja magnetväljad on aga energiaväljad. Nad ( laengud ) küll suudavad mõjutada aegruumi suhteid nagu seda teeb mass, kuid nad ise ei ole põhjustatud aegruumi kõverdumisest. Aine ja välja olemus selgub kõige paremini siis, kui uurida meie mikromaailma. Maailm koosneb molekulidest, need koosnevad aga aatomitest, need aatomituumadest ja need omakorda elementaarosakestest. On olemas väga erinevaid elemente ( näiteks H2O ja O2 jne ), kuid nende süsteemide vahel eksisteerivad ainult neli vastastikmõju. Väljana käsitletaksegi seoseid aineosakeste ( näiteks leptonid, hadronid jne ) vahel, mida ei ole võimalik samasuguste osakestega kirjeldada. Väljad eksisteerivad kehade vahetus ümbruses. Kuid on olemas ka väljaosakesed nagu näiteks footonid, gravitonid, gluuonid, vahebosonid jne. Need osakesed vahendavad
annaabi.ee 
