2. Tuumareaktor ja selle ehitus 3. Tuumaenergia eelised http://c1redgreenandblueorg.wpengine.netdna- http://bartsimpsonpictures.squarelogic.net/bart-simpson-02.gif NB! Järgnev teema on väga lihtne!! Tuleb vaid kuulata ja soovitatavalt teha kospekt vihikusse!! 1.Teema: TUUMAPOMM · Tuumapommi ehitus: · Lõhustuv aine paikneb nii, et juhuslikult tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid väljuksid ainest ilma uusi tuumi kohtamata. · Suuremas ainekoguses läheb vähem neutrone kaotsi. http://www.global-peace.go.jp/en/qfile/qfileimage/qa-11-2-1.jpg Kriitiline mass · Kriitilise massi (vähim tuumkütuse kogus, milles tuumalõhustumine saab toimuda iseseisva ahelreaktsioonina) puhul kasutatakse igast lõhustumisest tekkinud neutroneist ära keskmiselt üks uue lõhustumise tekitamiseks ja reaktsioon
välja, kus see kasutamist leiab *paksuseinaline kiirguskaitse- nt 2m betooni 10.tuumapomm.aatompomm.kriitiline mass. * Tuumapomm ehk aatomipomm on suure plahvatusjõuga lõhkekeha, kus energia vabaneb raskete aatomituumade lõhustumisel. Lõhustuv aine paikneb kahes osas,mis mõlemad on nii väiksesed, et juhuslikul tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid väljuvad ainest ilma uusi tuumi kohtamata. Suuremas ainekoguses läheb vähem neutroneid kaotsi. *kriitiline mass-kasutatakse igast lõhustumisest tekkinud neutroneist ära keskmiselt üks uue lõhustumise tekitamiseks ja reaktsioon kulgeb muutumatu kiirusega. *pommi lõhkamiseks surutakse kaks poolkerakujulist ainekogust tavalise lõhkeaine plahvatuse abil kokku suuremaks kehaks, mille masson ülekriitiline. Ülekriitilises ainekoguses neeldub niipalju neutroneid, et nende hulk kasvab järjest ning areneb ahelreaktsioon. 11. termotuumareaktsioonid
· Kaitsekest raudbetoonist ehitis reaktori kaitsmiseks · Jahutusreservuaar jahutusvee hoidla Tuumapomm - lõhustuv aine paikneb kahes osas, mis mõlemad on piisavalt väikesed, et juhuslikul tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid valdavalt väljuvad ainest ilma uusi tuumi kohtumata. Pommi lõhkamisel surutakse kaks poolkerakujulist ainekogust tavalise lõhkeaine plahvatuse abil kokku, mille mass on üle kriitilise. Ülekriitlises ainekoguses neeldub nii palju neutroneid, et nende hulk kasvab järjest ning areneb kontrollimatu ahelreaktsioon.
Kui aga neutroneid kiiresti aeglustada, siis nende kasutu neeldumine väheneb. Aeglustajaks sobib grafiit ja deuteerium TUUMAPOMM Tuumapommis paikneb lõhustuv aine kahes osas, mis mõlemad on parajasti nii väikesed, et juhuslikul tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid valdavalt väljuvad ainest ilma uusi tuumi kohtumata. Pommi lõhkamisel surutakse kaks poolkerakujulist ainekogust tavalise lõhkeaine plahvatuse abil kokku, mille mass on üle kriitilise. Ülekriitlises ainekoguses neeldub nii palju neutroneid, et nende hulk kasvab järjest ning areneb ahelreaktsioon. TERMOTUUMAREAKTSIOONID Energia saab vabaneda mitte ainult suurte tuumade lagunemisel keskmisteks, vaid ka kergete tuumade ühinemisel. 24He tuuma moodustamiseks on vaja vesiniku isotoopi nn rasket vesinikku 21H deuteeriumi (21D). Selles reaktsioonis eraldub soojusena nii palju energiat, et kasutades mereveest
Näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur. Suurusi rõhk, ruumala ning temperatuur nimetatakse ka olekuparameetriteks. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel. Nt: Molekuli mass m0, molekuli kiirus v või molekulide keskimine kiirus v, molekulide keskmine kineetiline energia Ek ja kontsentratsioon n (molekulide arv ruumalaühikus: n=N/V, kus N on molekulide arv ruumalas V). Molekulide keskmine kiirus on võrdne ainekoguses olevate kõikide molekulide kiiruste absoluutväärtuste summaga, mis on jagatud molekulide arvuga. Molekulaarfüüsika põhimõisted m terve gaasi koguse mass (kg) m0 aine ühe osakese mass (kg) 10-26 kg M ühe mooli mass (kg/mol) näide: M(Al)=27g/mol=0,027kg/mol=27*10-3kg/mol N aineosakeste arv aines NA avogradro arv 6,02*1023 1/mol. Iga aine ühes moolis osakeste arv n konsentratsioon, aineosakeste tihedus e. - aine hulk; moolide arv Valemid: m=N*m0 M=NA*m0
Nende ühikute nimetused on antud väljapaistvate kiirgusfüüsikute L. H. Gray, C. W. Röntgeni ja R. M. Sieverti auks. Mittesüsteemsete ühikute tähistused rad ja rem tulenevad ingliskeelsetest väljenditest "radiation absorbed dose" ja "roentgen equivalent of man". 3.1 Neeldunud doos Neeldunud doos, tähis D, on neeldunud energia kiiritatud aine massiühiku kohta. Rangem definitsioon on D=dE/dm , kus dE on keskmine energia, mis neeldub ainekoguses, mille mass on dm. dm eeldatakse olevat niivõrd väike, et neeldunud energia dE jaotuse selle massi ulatuses võib lugeda ühtlaseks. Neeldunud doosi ühik on 1 grei (tähis 1Gy),sJGy11. Neeldunud doosi muutumise kiirus on dtdD , kus dD on väga väikeses ajavahemikus dt neeldunud doos. Neeldunud doosi muutumise kiiruse ühik on 1Gy/s. Kui ioniseerivaks kiirguseks ei ole laetud osakesed vaid footonid e. kvandid, siis vastasmõjus ainega vabastavad footonid aines laenguga osakesi (elektrone),
konstantsena. Kütuseks kasutatakse 235U. Ahelreaktsiooni aeglustamiseks kasutatakse grafiiti või teuteeriumi. Et reaktsiooni reguleerida viiakse reaktorisse kaadiumist juhtvardad, mille liigutamisega saab peatada või alustada reaktsiooni. Tuumapommis paikneb lõhustuv aine kahes osas. Pommi lõhkamiseks surutakse kaks poolkerakujulist ainekogust tavalise lõhkeaine plahvatuse abil kokku suuremaks kehaks, mille mass on ülekriitiline. Ülekriitilises ainekoguses neeldub niipalju neutroneid, et nende hulk kasvab järjest ning areneb ahelreaktsioon. Kuna loodusliku radioaktiivsuse tõttu leidub aines alati mõni vaba neutron siis toimub plahvatus praktiliselt momentaalselt. Vesinikpommi südamikuks on tavaline tuumapomm, selle lõhustumisel tekiv ülikõrge temp käivitabbki termotuumaprotsessi. Kütuseks kasut tänapäeval LiD(liitium-deuteerium).
rõhu kasvu ja võimsa lööklaine.Samaaegselt tekib võimas kiirgus.Ahelreaktsiooni produktid on pommi plahvatamisel tugevastu radioaktiivsed ning on seetõttu elusorganismidele ohtlikud. (uus) tuumapommis paikneb lõhustuv aine kahes osas, mis mõlemad on parajasti nii väiksed, et juhuslikul tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid valdavalt väljuvad ainest ilma uusi tuumi kohtamata e paljunemistegur on alla ühe. Suuremas ainekoguses neutronil on uue tuuma kohtamise tõenäosus suurem. Kui ainet on koos niipalju, et igast neutronist sünnib keskmiselt üks uus lõhustumist esilekutsuv neutron, siis on paljunemistegur võrdne ühega ja kord alanud reaktsioon jätkub muutumatu kiirusega. Vastavat ainekoguse massi nim kriitiliseks massiks. Pommi lõhkemiseks surutakse kaks poolkerakujulist ainekogust tavalise lõhkeaine plahvatuse abil kokku suuremaks kehaks,
4 Molekulaarfüüsikas kasutatakse mikroparameetrid, mis on füüsikalised suurused, mida saab kasutada aine üksiku molekuli kirjeldamisel. Nendeks on näiteks molekuli mass m0, molekuli kiirus v või nende keskmine kiirus v , molekulide keskmine kineetiline energia E k ja kontsentratsioon n (molekulide arv ruumalaühikus: n = N/V, kus N on molekulide arv ruumalas V ) . Molekulide keskmine kiirus on võrdne ainekoguses olevate kõikide molekulide kiiruste absoluutväärtuste summaga, mis on jagatud molekulide arvuga. Tihti kasutatakse ka ruutkeskmise kiiruse mõistet: liidetakse kokku kõikide molekulide kiiruste ruudud, ja jagatakse saadud summa molekulide arvuga ning leitakse tulemusest ruutjuur. Kuigi ruutkeskmine kiirus erineb keskmisest kiirusest (on sellest ca 9% suurem), ei hakka me nende vahel vahet tegema. Mikroparameetreid on keeruline määrata, sellepärast kasutatakse nende leidmiseks
Tuumareaktoris toimub juhitav tuumareaktsioon, kasutatakse tuumakütuse plutooniumi tootmiseks ja energia saamiseks. Tuumareaktori põhielemendid: 1. Tuumakütus (U-235 ja U-238 segu) 2. Aeglusti (grafiit või raske vesi) 3. Juhtvardad (kaadmiumi või boori sisaldavad ained) 4. Neutronite peegeldi (sisaldab berülliumi) 5. Betoonist varje (väldib radioaktiivse kiirguse väljapääsu) Tuumapomm Lõhustuv aine paikneb kahes osas. Need surutakse lõhkeaine abil üheks tükiks. Piisavalt suures ainekoguses saab neutronite paljunemistegur ühest suuremas ning algab juhitamatu tuumareaktsioon. 10. teema - tuumareaktsioonid: tuumade süntees Tuumade liitumine ehk süntees kahe kerge tuuma kokkupõrge ja ühinemine, mille tulemusena tekib raskem, stabiilsem tuum, seejuures vabaneb suur hulk energiat. Tuumade ühinemiseks on vajalik kõrge temperatuur (10 000 000 ºC) ja ülikõrge rõhk. Seetõttu nimetatakse neid reaktsioone ka termotuumareaktsioonideks. Toimub Päikese ja teiste tähtede
Spinn kirjeldab osakese oma magnetvälja, mis tuleneb osakese pöörlemisest. Mass on keha inertsi mõõt, tähis m, ühik 1 kg. Massi ja energia ekvivalentsus tähendab, et mass ja energia on samaväärsed, üks võib teiseks üle minna vastavalt seosele E = mc2. Mehaanilise energia jäävuse seadus väidab, et suletud süsteemis on kineetilise ja potentsiaalse energia summa jääv suurus: Ek + Ep = const. Molekulide keskmine kiirus on võrdne ainekoguses olevate kõikide molekulide kiiruste absoluutväärtuste summaga, mis on jagatud molekulide arvuga. Newtoni I seadus: keha püsib paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt seni, kuni sellele ei mõju jõud või kui mõjuvate jõudude summa on null. See tähendab, et kehad ei muuda oma liikumisolekut iseenesest, selleks on vaja rakendada jõudu. Sellist nähtust nimetatakse inertsiks (inertia loidus, laiskus). Sellepärast kutsutakse ka Newtoni I seadust inertsiseaduseks
potentsiaalse energia summa jääv suurus: Ek + Ep = const. Meteoor ehk "langev täht" on kosmiline ainekübe, mis Maa atmosfääri tungides kuumeneb ja ära põleb. Meteoriit ehk "taevakivi" on suur kosmosest tulev keha, mis jõuab maapinnani. Modernne , nüüdisaegne maailmapilt ei jaga mateeriat aineks ja väljaks, sest igale väljale vastavad kvandid - osakesed ja vastupidi, igal osakesel on lainelised (välja) omadused . Molekulide keskmine kiirus on võrdne ainekoguses olevate kõikide molekulide kiiruste absoluutväärtuste summaga, mis on jagatud molekulide arvuga. Mudel on ligilähedane koopia originaalist, kus on säilitatud kõik olulised tunnused ja ebaolulised kõrvale jäetud. Must auk on ülisuure massiga kosmoseobjekt, millel on nii tugev gravitatsiooniväli, et "august " ei pääse isegi valgus välja. Mõõteviga (mõõtemääramatus) kaasneb paratamatult iga mõõtmisega. See ei
pole väga madal või rõhk väga suur. Põhjus on selles, et molekulide mõõtmed on väikesed võrreldes molekulidevaheliste kaugustega gaasis. Niisugustel tingimustel võib molekule lugeda punkmassideks ja nendevahelisi tõmbe- ja tõukejõudusid ignoreerida. Ka on anuma mass palju suurem molekuli massist, seega põrkel seinaga muutub molekuli kiirus vähe. Molekulid liiguvad väga erinevate kiirustega (kuidas me seda teame?). Molekulide keskmine kiirus on võrdne ainekoguses olevate kõikide molekulide kiiruste absoluutväärtuste summaga, mis on jagatud molekulide arvuga. Tihti kasutatakse ka ruutkeskmise kiiruse mõistet: liidetakse kokku kõikide molekulide kiiruste ruudud, jagatakse saadud summa molekulide arvuga ning leitakse tulemusest ruutjuur. Kuigi ruutkeskmine kiirus erineb keskmisest kiirusest (on sellest ca 9% suurem), ei hakka me nende vahel vahet tegema. Ideaalse gaasi omadusi saab kirjeldada, kasutades molrkulide masse, impulsse, keskmist kiirust jne
annaabi.ee 
