Eriseoseenergia/seoseenergia Tuuma seoseenergia võrdub tööga, mida tuleb teha selleks, et viia tuuma nukleonid üksteisest sellisele kaugusele, kus nad üksteist ei mõjuta. Antud tuuma nukleonidevahelise seose tugevust ning suhtelist stabiilsust väljendab paremini seoseenergia ühe nukleoni kohta. Seda füüsikalist suurust nimetatakse eriseoseenergiaks Eriseoseenergiaühe nukloenide lõhustumisel prootoniteks ja neutroniteks ERISEOSEENERGIA ühe nukleoni kohta tulev seoseenergia SEOSEENERGIA ERISEOSEENERGIA = NUKLEONIDE ARV TUUMAS Eriseoseenergia ühik on 1 MeV ehk 1,6 * 10 astmel 13 j Eriseoseenergia dzaulides, E1 j = (n p + nn ) E1 j EeV 13 Eriseoseenergia väärtus Kui nukleonide arv kasvab, siis eriseoseenergia absoluutväärtus kasvab. Ent teatud piirist alates on nukleonide arv nii suur, et kõik ei saa enam olla üksteisega koos
suuteline ületama prootonite elektrostaatilist tõukumist Prootonite arvule tuumas vastab aatomi järjenumber perioodilisus tabelis ehk aatomnumber - Z Nukleonide koguarv nim massi arvuks, nukleonid m=aatomi massiga Isotoop keemilise elemendi tuum võib sisaldada erineva arvu neutroneid, kuid sama palju prootoneid Seoseenergia energia, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks Eriseoseenergia seoseenergia ühe nukleoni kohta Tuuma mass ei ole võrdne üksikute nukleonide masside summaga Tuuma mass on alati väiksem tuuma moodustavate prootonite ja neutronite masside summast Massidefekt nukleonide summaarse massi ja tuuma massi vahe Stabiilne aatomituum tuum on stabiilne kui tema energia on minimaalne Stabiilsuseks peavad olema täidetud kolm tingimust: 1. Prootonite tõukumine teeb suured tuumad ebastabiilseks 2. Tuumas on energiatasemed täitunud järjest 3
6. Nukleonide kogumass, mpn = mp+mn 7. Tuuma seisumass, mt = ma - ne · 0,0005486 8. Massidefekt, dmu = mpn - mt 9. Massidefekt kilogrammides, dm = dmu 1,66 10 -27 10. Seoseenergia dzaulides, E j = dmu (3 108 ) 2 Ej 11. Seoseenergia elektronvoltides, EeV = 1,6 10 -19 Ej 12. Eriseoseenergia dzaulides, E1 j = (n p + nn ) E1 j EeV 13. Eriseoseenergia megaelektronvoltides, E1eV = või ( E1eV = ) 1,6 10 -13 (n p + nn ) 1 106
- neutroni seisumass Z - laenguarv N - neutronite arv Nukleonite summaarse massi ja tuuma massi vahet nimetatakse massidefektiks . Mass on samaväärne energiaga. Seoseenergia On energia, mis läheb vaja tuuma täielikuks lõhustamiseks tema koostisosadeks prootoniteks ja neutroniteks Eriseoseenergia on seoseenergia nukleoni kohta. Eriseoseenergia ühik on 1 MeV. tuumareaktsioonid On tuumade muundumised, mis toimuvad tuumade vastastikmõjus elementaarosakeste või teiste tuumadega. Tuumareaktsioonil eraldub energia, kui lähteproduktide seisumasside summa on suurem lõpp-produktide seisumasside summast. Vastasel korral energia neeldub.
Teatud ka nimedega lühikeste kätega hiiglane või tugev jõud. 7)Termotuumareaktsioon on tuumade ühinemisreaktsioon, mille käigus peab kahel üksteisest eemal oleval aineosakesel olema piisavalt energiat, et ületada elektrijõud, ehk peab aine olema ülituline. 8)Seosenergia on tuumade ühinemise käigus tehtud töö käigus saadud energia, mis salvestub tuumas tuumaseoseenergiana. Tuumade lagunemisel see energia vabaneb. Siin kehtib energia jäävuse reegel. 9)Eriseoseenergia on seosenergia ühe nukleoni kohta. Selle tehe on seosenergia/nukleonide arvuga. Suure hulga energiat saame me kas rauast kergemate tuumade ühinemisel, või rauast raskemate tuumade lõhustumisel. 10)Tähtedes toimub palju tuumareaktsioone selle tõttu, et tähtedes olev hiiglaslik raskusjõud aine kokku surub kõrgel temperatuuril. Tähtedes aga energia ei vabane ning ei toimu suurt plahvatust. Tähtedes olev raskusjõud surub enamasti kokku vesiniku tuumasid ja sealt edasi kuni rauani
e−). Positron on positiivse elementaarlaenguga stabiilne elementaarosake (tähis 01e). Tuuma laengu määrab prootonite arv. Tuumareaktsioon on reaktsioon, mis toimub tuumade ja elementaarosakeste või aatomituumade vastastikusel toimel. Seoseenergia on mehaaniline energia, mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks. Mida suurem on tuuma siseenergia, seda stabiilsem see on. ∆E = ∆M·c2 (ühik eV). Eriseoseenergia on seosenergia ühe nukleoni kohta. Eriseoseenergia näitab kui suur energia tuleb kulutada ühe nukleoni kohta, et lõhkuda tuum prootoniteks ja neutroniteks. Oleneb massiarvust nõnda, et eriseoseenergia leidmiseks tuleb seoseenergia jagada kõikide nukleonide arvuga (ehk ∆E/A). Massidefekt on tuuma moodustavate nukleonide masside summa ja selle tuuma massi vahe, ∆M = Z·mp + N·mn – Mt (Z-prootonit arv, N-neutronide arv, mp-prootoni seisumass, mn-neutroni seisumass, Mt-tuuma seisumass).
Kontrolltöö aatomi-ja tuumafüüsikast 1. Tuumafüüsika: tuuma ehitus, tuumajõud, nukleonid, seoseenergia (tuuma seoseenergia arvutamine massidefekti ja eriseoseenergia kaudu). 2. Tuumareaktsiooni mõiste. Tuumareaktsioonide võrrandite kirjutamine, lähtudes laengu ja massi jäävuse seadustest. 3. Radioaktiivsus ja selle liigid. Nihkereeglid alfa-, beeta- ja gammakiirguse kohta. Võrrandite kirjutamine. Poolestusaeg 4. Raskete tuumade lõhustumine neutronite toimel. Kiired ja aeglased neutronid. Ahelreaktsioonid. Kriitiline mass. Neutronite paljunemistegur. Aatomi tuum on mõõtmetelt suurusjärgus 10-13 cm. Tuum on väga suure tihedusega ning oma
Tuumajõud Tugev vastastikmõju põhjustab tugeva tuumajõu mis hoiab aatomituuma koos.Väga piiratud mõjuulatus,piiratud aatomi mõõtmetega Nõrk vastastikmõju väga lühiulatus ei tunneta mitte kuidagi tavaelus.magnet- ja gravitatsioonijõul tunnetame kuna neil on suurem mõjuulatus Seoseenergia näitab kui paljuen.vabaneb kui üksikutest koostisosadest aatomituum kokku panna; näitab kui palju en.kulub et aatomituum lõhkuda üksikuteks koostisosadeks Eriseoseenergia saamiseks= seoseenergia/tuuma osakeste arvuga.looduses toimuvad kõik tuumareak.sellises suunas et eriseoseenergia kasvaks.In.teeb selliseid reak.mille korral eriseoseenergia väheneb selle jaoks on vaja suurt välienergiat Looduses on kõige stabiilsemad isotoobid need elemendid mille jaoks eriseoseenergia on väga suur.Tuumareaktsioonid 1.Lõhustumine 235U ; 239Pu Uraani kasut.en.tootmiseks.Pu kasut.pommide tootmiseks 2
· Tuumapommi ehitus Tuumapommis on radioaktiivne aine jaotatud mitmeks osaks, tavaliselt kaheks. Nende osade mass on alla kriitilise massi (kui nende mass ületaks kriitilist massi, toimuks plahvatus). Pommis tekitatakse olukord, (nt läbi muu aine lõhkemise) kus kõik radioaktiivne aine osad surutakse kokku ning siis ületab see kriitilise massi ja tekib tuumade lõhustumine ahelreaktsioonina. Selle käigus vabanev suur energia hulk põhjustab tugeva plahvatuse. · Seoseenergia ja eriseoseenergia. Massidefekt Seoseenergia on energia, mida on vaja tuuma lõhustamiseks üksikuteks nukleonideks ehk prootoniteks ja neutroniteks. Eriseoseenergia on seoseenergia ühe nukleoni kohta, seda saab leida seoseenergia jagamisel nukleonide arvuga. Tuuma seisumass on väiksem kui nukleonide seisumasside summa. Massidefekt on nukleonide seisumasside summast lahutatud tuuma seisumass. Z*Mp+N*Mn>Mt (Z-prootonite arv, Mp- prootoni mass, N-neutronite arv, Mn-neutroni mass, Mt-tuuma mass).
· Kaks pr mõjutavad teineteist samamoodi nagu 2 ne või pr ja ne · Ne üldnimetus nukleon · Pr ja ne on nukleoni 2 eri olekut, esimene pos elektrilaenguga, teine laenguta · Tuumajõudude mõjuraadius ei ulatu nukleoni mõõtmetest kaugemale (kaugemale kui 2,2 korda 10 (astmes) 15 m on nende mõju kaduvväike) · 1 nukleon saab olla vastastikmõjus vaid kindla arvu naabernukleonidega esineb tuumajõudude küllastuvus · E = mc(ruut) Seoseenergia, eriseoseenergia peab õpikust jurude otsima ? · Tuuma mass tervikuna on väiksem, kui üksikuna tuuma kuuluvate pr, ne masside summa · .. · Massidefekt masis puudujääk näitab, kui palju on pr, ne masside summa suurem tuumamassist · .. · Kui pr ja ne ühinevad, jääb energiat üle, mis tuleneb massi ülejäägist · Üleliigne mass p+n ühinemisel eraldub massidefekt energiana · Pöikeselt tulenev energia on seoseenergia
hoiavad tuumas koos tugeva vastastikmõju jõud (tuumajõud), mis ei lasenukleonidel eemalduda kaugemale kui mõni fermi (1 f = 10-15 m) ega läheneda alla ühe fermi. Ühed tugevamad jõud looduses, mida tuntakse. Väikese mõjuraadiusega (tuuma läbimõõt). Tuumajõud seob nukleonid tuumas ühtseks ehk hoiab tuumaosakesed koos. Seoseenergia energia, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Mida suurem on tuuma seoseenergia, seda stabiilsem ta on. Eriseoseenergia seoseenergia ühe nukleoni kohta. Radioaktiivsuse liigid: alfakiirgus, beetakiirgus, gammakiirgus, neutronkiirgus. Alfakiirgus väike läbimisvõime, inimesele ohtu, tõkestamiseks piisab paberilehest. Inimese sisse sattunud alfalagunev element võib olla ohtlik. Beetakiirgus läbimisvõime u 100 korda suurem kui alfakiirguses. Tõkestamiseks on vaja õhukest metall-lehte. Võib põhjustada inimesel kiirgustõbe, vähki või isegi surma.
triitium) Z ja N vahel mõjuvad tuumas erilised jõud tuumajõud, mis on väga tugevad ent väikese mõjuraadiusega Tuuma seoseenergia on nukelonide vastastikmõjuenergia vastandväärtus. Tuuma seoseenergia on võrdne tööga, mis kulub tuuma lahutamiseks koostisosadeks. ES=DMc2=(Zmp+NmnMt)*931,5MeV Massidefekt (DM) on tuuma moodustavate nukleonide masside summa ja selle tuuma massi vahe DM=Zmp+NmnMt Mida suurem on tuuma seoseenergia ühe nukleoni kohta ES/(Z+N) (eriseoseenergia), seda stabiilsem on tuum. RADIOAKTIIVSUS Looduslik RA avastati 1896 Becquereli poolt. Ta märkas, et uraani soolad kiirgavad mingit kiirgust ilma igasuguse välismõjuta. Väga intensiivselt kiirgab element Raadium sellest nim RA Kõik 83st suurema jnrga elemendid per.süsteemis on RA Aine, mis kiirgab RA kiirgust muundub muutub tema tuuma laeng ja seega muutuvad aatomid teise keemilise elemendi aatomiteks (84210Po > a + 82206Pb)
muundunud prootoniks. Selle protsessi käigust tekib lisaks elektronile veel üks osake, millele on antud nimeks neutriino väike neutron. 5. Energeetiliselt kasulikud on kergete tuumade sünteesireaktsioon (termotuumareaktsioonid) ja kontrollitavad ahelreaktsioonid (mida kasutatakse tuumareaktoris energia tootmiseks). 6. Energia eraldub tuumareaktsioonides, kui tuum põrkub kokku elementaarosakestega. 7. 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.
kokkupõrge, mille tulemusena tekivad uued aatomituumad või elementaarosakesed. ❏ Tuumareaktsioone on kahte liiki: kergete tuumade ühinemine, raskete tuumade lõhustumine (lagunevad), nt tuumajaamades uraan laguneb, eraldub He aatomi tuum. Tekib Th - toorium. Üks suur tuum laguneb väiksemateks tuumadeks ❏ Raud on kõige keskmine element, kõige suurem eriseoseenergia ❏ Eriseoseenergia - kogu tuuma seoseenergia jagamine nukleonide arvuga ❏ Isotoobid on elemendi teisendid, mis erinevad aatommassi poolest (neutronite erinev arv tuumas). Tuumade tähistamiseks kasutatakse perioodtabeli sümboleid. Tuuma laenguarv Z ja massiarv A. Alumine arv on järjenumber ja ülemine on ümardatult massinr. ❏ Lagunemine. Alfa lagunemine alfakiirguseks. Alfakiirgust tekitab nt suitsuandur; üks aatom paiskab
KT 5 KORDAMINE 1. Milline on tuuma koostis: osakeste nimetused, laengud ja nende tähised? Prooton Z = 1 , Neutron N = neutraalne osake, laeng puudub 2. Mis on massiarv ja isotoop? Massiarv (A) on nukleonide koguarv. (Prootonid+neutronid) Isotoop- keemilise elemendi tuumad, milles prootonite arv on jääv, kuid neutronite arv võib muutuda. 3. Mis jõud on tuumajõud ja tuumajõu eripära? Tuumajõud tuumaosakeste vahel mõjub üks neljast vastastikmõju liigist. See on tugev vastasmõju, mis hoiab tuuma koos. Arvuliselt suur, kuid väikese mõjuraadiusega. 4. Mis on ja kelle poolt avastati looduslik radioaktiivsus? Loodusliku radioaktiivsuse avastas Becquerel, tehes katseid uraanisooladega. Looduslik radioaktiivsus on aatomituumade iseeneslik kiirgus alates järjenumbrist 84. 5. Loodusliku radioaktiivse kiirguse komponentide nimetused ja koostis? kiirgus : heeliumi aatomi tuumad, 24 He kiirgus: suure kii...
34. Mida nimetatakse seoseenergiaks? Seoseenergiaks nimetatakse energiat, mis tuleb anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. MÕNED ÜLESANDED: 1. Kirjuta reaktsiooni võrrandisse puuduvad liikmed. ?+11H 11 22 Na +24 He 25 2. Millise informatsiooni oskad välja lugeda sümbolitest 55 Mn ? 3. Leia berülliumi 48 Be seoseenergia ja eriseoseenergia megaelektronvoltides. Prootoni seisumass 1,0072765u, elektroni seisumass 0,00055u ja neutroni seisumass 1,0086649u , berülliumi mass 8,00531
massiarvuga ja sama laengu arvuga tuumad.Massi arv erineb neutronite arvu erinevuse tõttu.lMillised on stabiilse tuuma tingimused? looduses on erinevas koguses isotoope,mõned pole stabiilsed.Kui neutronid ja prootoneid asub tuumas ühepalju on tuum stabiilne.Energi tasemed ei saa olla täitmata.Mida nim tuuma seoseenergiaks? Seoseenergia näitab,kui suur energia vabaneb,kui üksikutest neutronitest ja prootonitest panna kokku elemendituum,arvutatakse igal tuumal eraldi.mida nim tuuma eriseoseenergia? Näitab,kui suurt energiat on vaja ühe osakese(neutronite,prootinite) eraldamiseks antud tuumast.Mida nim massidefektiks? Osakeste ja tuumamassi vahet nim tuuma massidefektiks,(kui liita kokku tuuma osakeste massid,siis see osutub suuremaks tekkinud tuumamassist.)mis on tuumareaktsiooni energiaväljuns ja kuidas seda leida? Näitab reaktsioonis osalenud tuumade ja selle käigus tekkinud tuumade seoseenergiate vahet. millise ebastabiilsuse põhjustab gamma-kiirgus ja milline
massiarvuga ja sama laengu arvuga tuumad.Massi arv erineb neutronite arvu erinevuse tõttu.lMillised on stabiilse tuuma tingimused? looduses on erinevas koguses isotoope,mõned pole stabiilsed.Kui neutronid ja prootoneid asub tuumas ühepalju on tuum stabiilne.Energi tasemed ei saa olla täitmata.Mida nim tuuma seoseenergiaks? Seoseenergia näitab,kui suur energia vabaneb,kui üksikutest neutronitest ja prootonitest panna kokku elemendituum,arvutatakse igal tuumal eraldi.mida nim tuuma eriseoseenergia? Näitab,kui suurt energiat on vaja ühe osakese(neutronite,prootinite) eraldamiseks antud tuumast.Mida nim massidefektiks? Osakeste ja tuumamassi vahet nim tuuma massidefektiks,(kui liita kokku tuuma osakeste massid,siis see osutub suuremaks tekkinud tuumamassist.)mis on tuumareaktsiooni energiaväljuns ja kuidas seda leida? Näitab reaktsioonis osalenud tuumade ja selle käigus tekkinud tuumade seoseenergiate vahet. millise ebastabiilsuse põhjustab gamma-kiirgus ja milline
võib vaadelda objektiga (kiirendusega keha ei sobi, suunamuutusega ei sobi) Isotoop- sama aine keemilisel elemendil Z (laeng/prootonite arv) sama, N (neutronite arv) on erinev.(aatommassi määrab püsivaim isotoop looduses) Isotoopide märkimine- Tuumajõud- mõjuvad tuumas mõjuraadius on väga väike ainult tõmbejõud ühed tugevaimad jõud ei sõltu laengust Eriseoseenergia- kuidas 1 osake on tuumaga seotud. Kergetel tuumadel väike. Ei muutu sujuvalt. Raual on suurim eriseoseen. (kõige rohkem en. Vaja kulutada selleks et seda tuuma mõjutada). (kõige parajama suurusega tuum- suurem-ääres läheb liiga kaugele, väike- polegi midagi seostada.)Maakoores seda kõige rohkem. Tähe lõppfaasis- supernoova- plahvatusega tekib raud. Kergetel suur seoseen. ise hoiavad üksteist. Rasketel seespool on suurem, väljas liiga kaugel. STABIILSED TUUMAD- 1)eriseoseen
El.osakesed ei lagune energiahulgad(1g heeliumi tekkimisel vabaneva energiaga tükkideks, nad muunduvad üksteiseks. N: elektron, prooton, võib terve aasta kütta maja) Seoseenergia tähendab tööd mis neutron. 2.Mateeriaosakesed on aine ehituskivi. Jaotus: tuleks teha tuumaosakeste viimiseks üksteisest nii kaugele, et kvargid- osalevad nõrgas ja tugevas vastastikmõjus. nad enam üksteist ei mõjuta. Es=E/A Eriseoseenergia Leptonid- osalevad ainult nõrgas. 3.Vastastikmõjusid seoseenergia ühe nukleoni kohta. Tuumaenergia põhineb vahendavad: gravitatsiooni- gravitonid(pole avastatud), eriseoseenergiate erinevuste ärakasutamisel Ahelreaktsioon elektromagnetiline- footon, nõrk jõud- uiikonid, tuumajõud- on reakts, mis põhjustab iseenda jätkumist: lõhustumise gluoonid. 4.Osakeste iseloomustamiseks kasutatakse
prootoneid, siis väikese mõjuraadiusega tuumajõul on raske neid koos hoida, sest äärtele enam ei taha väga mõjuda. Nii muutub suur tuum ebastabiilseks ja võib tekkida radioaktiivne lagunemine. · Tuumajõudude tugevus tingib selle, et radioaktiivsel lagunemisel eraldub suur energia. Tuumade seoseenergia · graafik õpikust lk 136 · Seoseenergia- energia, mis kuluks tuuma täielikuks lagundamiseks üksikuteks osadeks. · Eriseoseenergia- energia ühe osakese kohta · Osakesi on nii palju, kui suur on aatommass. · Seoseenergia muutus on seotud massi muutusega. Valem: Massi muutus muutub energiaks,( seetõttu ongi tuumal suur jõud? ) · Massidefekt- üksikute osakeste masside summa erineb sama osakeste arvuga tuuma massist. Tuuma energia · Raskete elementide ahelreaktsioon. Iga tuuma lõhustumisel erladuvad peale kildude ka 2-3 neutronit. Tuuma lagunemise
2) Milles seisneb massidefekt? – Prootonite ja neutronite üldnimetus on nukleonid. Kui mingi arv nukleone ühinevad aatomituumaks, siis moodustunud tuuma mass on väiksem ühinenud nukleonide kogumassist – seda erinevust nimetataksegi massidefektiks. Osa nukleonide massist muundub energiaks, mis hoiab tuumaosakesi ehk nukleone koos. Seda massi vähenemist nimetatakse massidefektiks. 3) Mis on tuuma 1) seoseenergia, 2) eriseoseenergia, millise ühikuga seda mõõdetakse? – Tuuma 1) seoseenergiaks nimetatakse energiat, mis kuluks tuuma lõhkumiseks üksikuteks osadeks – prootoniteks ja neutroniteks. 2) eriseoseenergiaks nimetatakse energiat, mis kulub üksiku tuumaosakese eraldamiseks aatomituumast. 4) Kirjelda tuumareaktsioone: 1) raskete tuumade lõhustumisreaktsioon ehk ahelreaktsioon, 2) termotuumareaktsioon ehk kergete tuumade ühinemisreaktsioon?
ainetest mitte lainete vaid kvantidena Aatomimudelid- aatom koosneb tuumast ja elektronkattest Aatomituuma ehitus-tuum koosneb prootonitest(nendes asuvad kvargid, mis on rohelised, punased, sinised pallid),kvarke hoiavad koos gluoonid(sinised sidemed) ning neutronitest ning teda ümbritsevad elektronid Massidefekt- Seoseenergia- energia, mis tuleb anda tuumale, et see üksikuteks nukleonideks, mida suurem on seoseenergia, seda raskem on seda lõhkuda Eriseoseenergia- seoseenergia ühe nukleoni kohta Tuumareaktsioonid- saab esile kutsuda tuuma pommitamisega teiste tuumadega ja tuumaosakestega. Tuumasüntees-aatomituumad luuakse olemasolevatestnukleonidest, tuumafusioon ehk tuumaühinemine-kaks kergemat tuuma ühinevad raskemaks,tuumalõhutamine-raske tuum laguneb kergemateks tuumadeks Tuumaenergeetika ja tuumarelv. - aatomituuma siseenergia, mille põhjustavad tuuma tuumajõud, energeetika kohapealt elektrienergia, mida
neutronite arv ja seega ka massiarv 7.Millised on stabiilse tuuma tingimused? 1. Püsiva tuuma suurus peab olema piiratud. 2. Prootonite kui ka neutronite energiatasemed peavad olema täidetud alates madalamast 3. Reeglina on stabiilses tuumas neutroneid veidi rohkem kui prootoneid. 8.Mida nimetatakse tuuma seoseenergiaks? Seoseenergia on energia, mis vabaneb, kui üksikutest prootonitest ja neutronitest panna kokku mõni elemendi tuum. 9.Mida nimetatakse tuuma eriseoseenergiaks? Eriseoseenergia on energia, mis kulub ühe tuumaosakese eraldamiseks antud tuumast. 10.Mida nimetatakse massidefektiks ? Massidefekt e. tuuma moodustanud osakeste ja tekkinud tuumamassi vahe. Osutub tuumamass alati väiksemaks teda moodustanud prootonite ja neutronite kogumassist. Einsteini energia ja massi seos viitab sellele, et osa massist on muutunud energiaks, st. seoseenergiaks. 11.Mis on tuumareaktsiooni energiaväljund ja kuidas seda leida?
elektron ning antielektronneutriino. Igat radioaktiivset elementi iseloomustab ajavahemik, mille jooksul laguneb pool selle elemendi tuumast. III. Mõisted Aatommassiühik- tuumafüüsikas kasutatav süstemaatiline mõõtühik. Isotoop- keemilise elemendi teisik, mille aatomituumas on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Tuuma seoseenergia- nukleonide vastastikmõjuenergia vastandväärtus. Tuuma seoseenergia on võrdne tööga, mis kulub tuuma lahutamiseks koostisosadeks. Eriseoseenergia- tuuma seoseenergia ühe nukleoni kohta. Massidefekt- tuuma moodustavate nukleonide masside summa ja selle tuuma massi vahe. Radioaktiivsus- aatomi lagunemine laetud osakesteks ja teiseke aatomiks, mille keemilised omadused on esialgse aatomi omadustest erinevad. Looduslik radioaktiivsus- tuumade iseeneslilk muundumine. Tehisradioaktiivsus- tuumareaktsioonide tulemusel tekkinud isotoopide radioaktiivsus. Alfakiirgus- radioaktiivse elemendi tuumadest väljuv heeliumi aatomi tuumade voog.
Ajavahemike suhtelisus. Pikkuste suhtelisus. Kiiruste liitmine suurte kiiruste korral. Massi sõltuvus kiirusest. Energia ja massi ekvivalentsus. Kvantoptika. Plancki hüpotees. Fotoefekt. Punapiir. Einsteini võrrand fotoefekti kohta. Footon ja selle omadused. Välimine ja sisemine fotoefekt. Fotoefekti rakendused: päikesepatarei, fotoelement, CCD element. Valguse rõhk. Fotokeemilised reaktsioonid. Kiirgusfüüsika. Aatomituum, nukleonid. Tuumajõud. Isotoobid. Massidefekt. Seoseenergia. Eriseoseenergia. Tuumareaktsioonid: sünteesireaktsioon ja lagunemisreaktsioon. Sünteesireaktsioon looduses ja perspektiivid energiatootmisel. Uute raskete elementide süntees. Osakeste eraldumine lagunemisreaktsioonides. Radioaktiivsus. Ahelreaktsioon. Kriitiline mass. Ahelreaktsiooni kasutamine energia tootmisel ja sõjanduses. Radioaktiivsusega kaasnevad kiirgused. Ioniseeriva kiirguse liigid. Radioaktiivse lagunemise seadus. Poolestusaeg. Allika aktiivsus. Kiirguse intensiivsuse sõltuvus kaugusest
Seisuenergia ja koguenergia. Neljas absoluutne jäävusseadus m mass (kogumass) kinemaatiline tegur m0 seisumass Ekin kineetiline energia mkin kineetiline mass k võrdetegur v kiirus(e suurus) c valguse kiirus E0 seisuenergia E energia Ekogu koguenergia Tuumaenergia m massidefekt Z prootonite arv tuumas N neutronite arv tuumas mp prootoni mass mn neutroni mass mtuum tuuma mass Eseose seoseenergia c valguse kiirus Eeri eriseoseenergia A massiarv 9 Üldrelatiivsusteooria g raskuskiirendus(e suurus) F jõud (suurus) mi inertne mass gravitatsioonikonstant M Maa mass mr raske mass r kahe massi vaheline kaugus Kvantfüüsika elemendid E kvandi energia h Plancki konstant f kiirguse sagedus N teatud nurga alla hajunud alfaosakeste arv hajumisnurk 0 elektrostaatiline konstant
M = Z m p + ( A - Z ) m n - M t Z prootonite arv, A massiarv mp prootoni seisumass, mn neutroni seisumass, Mt tuuma seisumass Seoseenergia on energia, mida läheb vaja tuuma täielikuks lõhustamiseks tema koostisosadeks prootoniteks ja neutroniteks. E = M c 2 E seoseenergia, M massidefekt, c - valguskiirus Eriseoseenergia E on seoseenergia nukleoni kohta. Eriseoseenergia ühik on 1MeV. A Tuumareaktsioonid on tuumade muundumised, mis toimuvad tuumade vastastikmõjus elementaarosakeste või teiste tuumadega. Tuumareaktsioonil eraldub energia, kui lähteproduktide seisumasside summa on suurem
M = Z m p + ( A - Z ) m n - M t Z prootonite arv, A massiarv mp prootoni seisumass, mn neutroni seisumass, Mt tuuma seisumass Seoseenergia on energia, mida läheb vaja tuuma täielikuks lõhustamiseks tema koostisosadeks prootoniteks ja neutroniteks. E = M c 2 E seoseenergia, M massidefekt, c - valguskiirus Eriseoseenergia E on seoseenergia nukleoni kohta. Eriseoseenergia ühik on 1MeV. A Tuumareaktsioonid on tuumade muundumised, mis toimuvad tuumade vastastikmõjus elementaarosakeste või teiste tuumadega. Tuumareaktsioonil eraldub energia, kui lähteproduktide seisumasside summa on suurem
moodustunud tuumamass. Seda massi vahet nim massidefektiks. deltaM võrdub Zmp Nmn Mt delt M massidefekt Z- prootonite arv Mp prootoni mass N neutronite arv Mn neutroni mass Mt- tuuma mass Kasutades Einsteini energiavalemit saabki leida seosenergiat. E võrdub delta M korda C ruut Loogiline on, et mida suurem tuuma seda suurem on seosenergia. Oluliseks muutub nn eriseosenergia see on seosenergia ühe massiühiku kohta. Eriseoseenergia graafik Joonis vihikus. Graafikult näeme, et kõige suurema eriseosenergiaga on raua ümbruses olevad elemendid. St, nad on kõige püsivamad elemendid. Tabeli lõpuelementide vastav energia on aga väiksem, see tõttu on nad ebapüsivad ja lagunevad tabeli keskosa elementideks, mille vastav energia on suurem. Sellest järeldub, et tagumiste elementide lõhustumisel eraldub energia. Tabeli esimese osa elemendid eraldavad energiat siis, kui nad ühineksid. Reaalselt seda ei juhtu
ka uraani mass on mingitest kriitilistest väärtustest suuremad.Kriitiliseks massiks nim lõhustuva aine vähimat massi, mille korral võib tekkida tuumade lõhustumise ahelreaktsioon.Reaktori väikeste mõõtmete korral on neutronite kadu läbi reaktori aktiivtsooni pinna suur. Sünteesireaktsioonid. Lõhustumine pole ainus mõeldav viis tuumaenergia vabastamiseks. Prootonid ja neutronid on kõige tugevamini üksteisega seotud keskmise suurusega tuumades. Neist raua tuumades on eriseoseenergia suurim. Seepärast saab energia vabaneda mitte ainult suurte tuumade lagunemisel keskmisteks, vaid ka kergete tuumade ühinemisel samuti keskmisteks. Kõige soodsam oleks kasutada selleks muidugi kõige kergemat tuuma- vesinikku, sest sel puudub eelnev seoseenergia hoopis. Vesinikust raua tegemine ehk sünteesimine osutub aga maistes tingimustest ebareaalseks. Heeliumi tuuma osakestel on suhteliselt suur
selle koostisosadeks 269. Mis on massidefekt? eraldiseisvate nukleonide summaarne mass on suurem kui samadest nukleonidest moodustatud tuuma mass 270. Kas kergete tuumade sünteesil keskmisteks energia vabaneb või neeldub? Vabaneb 271. Kas suurte tuumade lagunemisel energia vabaneb või neeldub? Vabaneb 272. Kas tuuma seisumass on suurem või väiksem kui nukleonide masside summa? Väiksem 273. Millistel tuumadel on eriseoseenergia suurim? Eriseoseenergia on suurim tuumadel, millel on võimalikult suur massidefekt ning samas võimalikult väike nukleonite arv (massidefekti ja nukleonite suhe võimalikult suur) Eriseoseenergia on üldjuhul suurim rasketel tuumadel. 274. Mis on elektronvolt? Elektronvolt on mittesüsteemne energiaühik (1eV). 1eV võrdub energiaga, mille saab elementaarlaengu osake elektrivälja ühest punktist teise liikudes, kui nende punktide potentsiaalide vahe on 1V. 275
Tuuma seoseenergiaks Es nimetatakse energiat, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Seoseenergiat mõõdetakse megaelektronvoltides (MeV). Seoseenergia on seotud massidefektiga M kujul Es = M c2 . Massidefekt M on nukleonide masside summa ja tuuma massi vahe. Massidefektile vastav energia (seoseenergia) vabaneb tuuma "kokkupanekul" üksikutest nukleonidest. Tuuma eriseoseenergiaks nimetatakse seoseenergiat ühe nukleoni kohta. Suurim eriseoseenergia on keskmise massiga tuumadel (massiarvuga 50 kuni 100). Seetõttu on energeetiliselt kasulikke tuumareaktsioone kahte liiki: a) raskete tuumade lõhustumine (nn. "harilik" tuumareaktsioon) ja b) kergete tuumade süntees (termotuumareaktsioon). Energeetiliselt kasulikud tuumareaktsioonid, Tuumareaktsioon on tuumade ühinemine, ümber korraldumine või lagunemine. Tavaliselt toimub tuumareaktsioon aatomituumade põrkumisel teiste tuumade või elementaarosakestega.
m=m02-t/T m0 esialgne mass, t kulunud aeg, T1/2 poolestusaeg Massidefekt on tuumas olevate nukleonide seisumasside summa ja tuuma seisumassi vahe. M=Zmp.+(A-Z)mn-Mt. Z prootonite arv, A massiarv mp prootoni seisumass, mn neutroni seisumass, Mt tuuma seisumass Seoseenergia on energia, mida laheb vaja tuuma taielikuks lohustamiseks tema koostisosadeks prootoniteks ja neutroniteks. E=Mc² E seoseenergia, .M massidefekt, c - valguskiirus Eriseoseenergia on seoseenergia nukleoni kohta. E/A Eriseoseenergia uhik on 1MeV. Tuumareaktsioonid on tuumade muundumised, mis toimuvad tuumade vastastikmojus elementaarosakeste voi teiste tuumadega. Tuumareaktsioonil eraldub energia, kui lahteproduktide seisumasside summa on suurem lopp-produktide seisumasside summast. Vastasel korral energia neeldub. Ahelreaktsioon raskete tuumade lohustumine aeglaste neutronite toimel Termotuumareaktsioon kergete tuumade liitumine raskemateks tuumadeks.
Isotoobi aatommass M He = 3,0160 u , millest M t = M He - 2 * 0,00055 = 3,01493 u Massidefekt M 0,0083 u = 1,6605402 * 10 - 27 kg * 0,0083 = 1,378215 * 10 - 29 kg Massidefektile vastav energiamuutus E = m c 2 = 1,2 10 - 12 J. 16.23. Mitu protsenti moodustab He - 4 massidefekt tuuma enda massiast ? o,76 % 1 16.25. Arvutada O -16 eriseoseenergia. E = E s = 2.048 * 10 - 11 J ja E / A 0 1,28 * 10 - 12 J. 16.24. Uraan - 238 tuuma massidefekt on 3.2 * 10 - 27 kg. Arvutada uraani tuuma seoseenergia. E s = 2,88 * 10 - 10 kg. 16.28. Milline minimaalne energia on vajalik 3 Li 7 tuuma lagundamiseks tema koostisosadeks ? 6,3 * 10 - 12 J Ülesanne 16.6. Plii massiarvuga 209 on -. aktiivne. Missugune on tekkinud tuuma järjenumber, massiarv ja elemendi nimetus ? Ülesanne 16.12. 90 Th 232
muutudes teisteks isotoopidesk või keemilisteks elementideks. Radioaktiivsel lagunemisel muutub aatomi tuum ja sellega kaasneb kiirgus. Tehisradioaktiivsuse korral tekitatakse isotoobid tuumareaktsioonide käigus. Poolestusaeg on ajavahemik, mille jooksul laguneb pool olemasolevatest aatomitest. Seoseenergia on energia, mida läheb vaja tuuma täielikuks lõhustamiseks tema koostisosadeks prootoniteks ja neutronideks. Eriseoseenergia on seoseenergia nukleoni kohta. Massidefekt tuuma seisumass on väiksem temas olevate nukleonide seismasside summast. Seda vahet nimetatakse massidefektiks. Tuumareaktsoonid on tuumade muundumised, mis toimuvad tuumade vastastikmõjus elementaarosakeste või teiste tuumadega. Tuumareaktsioonil eraldub energia, kui lähteproduktidel seisumasside summa on suurem kui lõpp-produktide siesumasside summast. Vastasel korral energia neeldub. VI kursus. Kosmoloogia
Prootonite ja neutronite koguarvu Z+N=A nimetatakse tuuma massiarvuks. Isotoop on ühe ja sama elemendi teisend, millel on erinev neutronite arv, aga laenguarv Z on kõigil sama elemendi isotoopidel seesama. Nukleonid on prootonite ja neutronite ühisnimetus. Nukleone seab ühtseks tervikuks tuumajõud. Seoseenergia on energia, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Massidefektiks nimetatakse nukleonide summaarse massi ja tuuma massi vahet. (Tähis m) Eriseoseenergia on seoseenergia ühe nukleoni kohta. (Ühik MeV) Radioaktiivsusuks nimetatakse mingit liiki osakeste iseeneslikku kiirgumist tuumadest. -kiirgus koosneb heeliumi aatomi tuumadest, mis sisaldavad kahte prootonit ja kahte neutronit, kaasneb alati ka -kiirgus. Vastastikmõju tavalise ainega väga tugev -> läbitungimisvõime väike. -kiirgus kiirete elektronide (või positronide) voog. -lagunemisel muundub tuumas üks neutron prootoniks, tekivad elektron ja antineutriino
Tuuma seoseenergiaks Es nimetatakse energiat, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Seoseenergiat mõõdetakse megaelektronvoltides (MeV). Seoseenergia on seotud massidefektiga M kujul Es = M c2 . Massidefekt M on nukleonide masside summa ja tuuma massi vahe. Massidefektile vastav energia (seoseenergia) vabaneb tuuma "kokkupanekul" üksikutest nukleonidest. Tuuma eriseoseenergiaks nimetatakse seoseenergiat ühe nukleoni kohta. Suurim eriseoseenergia on keskmise massiga tuumadel (massiarvuga 50 kuni 100). Seetõttu on energeetiliselt kasulikke tuumareaktsioone kahte liiki: a) raskete tuumade lõhustumine (nn. "harilik" tuumareaktsioon) ja b) kergete tuumade süntees (termotuumareaktsioon). Radioaktiivsuseks nimetatakse mingit liiki osakeste iseeneslikku kiirgumist tuumadest. Radioaktiivsuse põhiliikideks on -kiirgus (koosneb heeliumi tuumadest), -kiirgus (koosneb kiiretest elektronidest)
Tuuma seoseenergiaks Es nimetatakse energiat, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Seoseenergiat mõõdetakse megaelektronvoltides (MeV). Seoseenergia on seotud massidefektiga M kujul Es = M c2 . Massidefekt M on nukleonide masside summa ja tuuma massi vahe. Massidefektile vastav energia (seoseenergia) vabaneb tuuma "kokkupanekul" üksikutest nukleonidest. Tuuma eriseoseenergiaks nimetatakse seoseenergiat ühe nukleoni kohta. Suurim eriseoseenergia on keskmise massiga tuumadel (massiarvuga 50 kuni 100). Seetõttu on energeetiliselt kasulikke tuumareaktsioone kahte liiki: a) raskete tuumade lõhustumine (nn. "harilik" tuumareaktsioon) ja b) kergete tuumade süntees (termotuumareaktsioon). Radioaktiivsuseks nimetatakse mingit liiki osakeste iseeneslikku kiirgumist tuumadest. Radioaktiivsuse põhiliikideks on -kiirgus (koosneb heeliumi tuumadest), -kiirgus (koosneb kiiretest elektronidest)
Tuuma seoseenergiaks Es nimetatakse energiat, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Seoseenergiat mõõdetakse megaelektronvoltides (MeV). Seoseenergia on seotud massidefektiga M kujul Es = M c2 . Massidefekt M on nukleonide masside summa ja tuuma massi vahe. Massidefektile vastav energia (seoseenergia) vabaneb tuuma "kokkupanekul" üksikutest nukleonidest. Tuuma eriseoseenergiaks nimetatakse seoseenergiat ühe nukleoni kohta. Suurim eriseoseenergia on keskmise massiga tuumadel (massiarvuga 50 kuni 100). Seetõttu on energeetiliselt kasulikke tuumareaktsioone kahte liiki: a) raskete tuumade lõhustumine (nn. "harilik" tuumareaktsioon) ja b) kergete tuumade süntees (termotuumareaktsioon). Radioaktiivsuseks nimetatakse mingit liiki osakeste iseeneslikku kiirgumist tuumadest. Radioaktiivsuse põhiliikideks on -kiirgus (koosneb heeliumi tuumadest), -kiirgus (koosneb kiiretest elektronidest)
jooksul. Tuumareaktsioon on sunnitud protsess erinevalt radioaktiivsest lagunemisest. Reaktsioone on kaht liiki: ühel juhul mingi tuum laguneb kaheks uueks tuumaks või kaks tuuma liituvad uueks tuumaks. Kui tekkivate tuumade või tuuma seoseenergia on suurem kui algtuumadel, siis reaktsiooni käigus eraldub energiat (peamiselt elektromagnetilise kiirgusena). Täpsemalt käib jutt ühe nukleoni kohta tulevast energiast, nn eriseoseenergiast. Kuna suurim eriseoseenergia on keskmise massiga tuumadel (massiarv 50 100), siis on inimese jaoks kasulikke reaktsioone, kus vabaneb tuumaenergia, kaht liiki: 1) raskete tuumade lõhustumine; 2) kergete tuumade liitumine. Raskete tuumade lõhustumisel jaguneb mingi raske tuum (näiteks uraan) kaheks uueks nn kildtuumaks. Raskemates tuumades on suhteliselt palju neutroneid ja neid jääb sellisel reaktsioonil üle. Kui mõni algtuum haarab vaba neutroni, siis muutub ta ebastabiilseks ja võib laguneda
annaabi.ee 
