Füüsika 12.klassile (0)

Aatomi läbimõõt on suurusjärgus 10-10m. Aatomi tuuma läbimõõt on suurusjärgus 10-15m. Enamus aatomimassist on koondunud tuuma (99,95%). Elemendi järjenumber keemilisteelementide tabelis on sama suur kui tuumalaeng . Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest . Prooton on posit elementaarlaenguga tuumaosake. Neutron on laenguta tuumaosake Prooton ja neutron on ligikaudu sama massiga. Prootoni ja elektroni laengud on võrdsed aga vastasmärgilised.
Tuumas olevate prootonite ja neutronite vahel mõjuvad tuumajõud, mis hoiavadki tuuma koos. Tuumajõud elektrilisest jõust oluliselt tugevam, mõjuulatus on väga väike ja ei sõltu tuumaosakese laengust. Seoseenergia näitab, kui suur energia tuleb tuumaosakesele anda, et ta eralduks tuumast. Isotoop on keemilise elemendi teisend, milles prootonite arv on sama kuid neutronite arv on erinev. Sültuvalt neutronite arvust on tuum, kas stabiilne või radioaktiivne. Stabiilne tuum püsib muutumatu. Radioaktiivne tuum muundub iseenesest. Füüsika üldprintsiip: süsteem on stabiilsem olekus, kus energia on minimaalne.
Tuuma stabiilsuse tingimused: *tuum ei saa olla väga suur; *tuuma energia peab olema madalaim võimalikest.
Radioaktiivsest tuumast vabanevat kiirgust nim radioaktiivseks kiirguseks.
Magnetväljas jaguneb radioaktiivne kiirgus kolmeks: alfa-, beeta- ja gammakiirguseks.
Alfakiirgus on heeliumi tuumade voog , *tekib siis kui radioaktiivse tuuma mass on liiga suur, *a-kiirgus on väikese läbimisvõimega, peatab juba paberileht.
RAK: *vähieavis vähirakkude tapmiseks; *tööstuses (nt paberivabrikutes) staatilise elektrilaengu kõrvaldamiseks; *mõnedes suitsuandurites; *pikaajaliselt ilma hoolduseta töötavate aparaatide energiaallikates (kosmoseaparaadid, südamestimulaator)
Beetakiirgus on elektronide voog, *tekib kui tuumas on liiga palju neutroneid. Neutronist tekib elektron , prooton ja neutriino . *b-kiirgus neeldub plastikus, klaasis või metallikihis.
RAK: *materjali paksuse hindamiseks tööstuses (paber, plastik, Al, värvikiht); *meditsiinid keha monitooring.
Gammakiirgus on suure energiaga elektromagnetkiirgus, *ergastatud tuuma läheb põhiolekusse ning kiirgab gamma- kvandi . *y-kiirgus suure läbimisvõimega. Neeldub paksus tiheda aine kihis (teras, plii)
RAK: *meditsiinivahendite steriliseerimine; *toiduainete tööstuses bakterite, seente hävitamiseks; *suurte veoautode läbivalgustamiseks tollis ; *torude lekete tuvastamiseks.
Röntgenkiirgus tekitatakse elektronide järsul pidurdamisel . RAK: röntgenpildid [meditsiin ( luumurrud , aga ka muutused pehmetes kudedes), toll] Neutronkiirgus on neutronite voog. Poolestusaeg on ajavahemik , mille jooksul pooled radioaktiivse aine tuumadest on lagunenud. (viimast hetke ei saa arvutada).
Tuumareaktsioon on aatomituumade muundumine vastastikmõjus mingi osakese või teise tuumaga . Tuumareaktsiooni kutsub esile mingisugune välismõju. Sobivaim osake tuumareaktsiooni esilekutsumiseks on neutron, tal puudub laeng ja tuumareaktorites tekkivat neutronvoogu saab ära kasutada. Tuumareaktsioonides vabaneb energia osakeste seoseenergia arvel.
Tuumareaktsioonides on võimalik saada suurel hulgal energiat kahes piirkonnas: kergete tuumade ühinemisel ja raskete tuumade lõhustumisel. Kergete tuumade ühinemine toimub väga kõrgel temperatuuril ja seda nim termotuumareaktsiooniks (tuumasüntees) RAK: * termotuumapomm e VESINIKPOMM ja termotuumareaktor , -> vesinikpommis vabaneb energia lühikese ajavahemiku jooksul, -> raskete tuumade lõhestumisel neelab tuum lisa neutroni, muutub ebastabiilseks ja lõhustub tuumadeks. Selle käigus vabaned energia,
Ahelreaktsioon on nähtus, kus reaktsioon põhjustab sama reaktsiooni jätkumise naaberaatomites. Kriitiline mass on lõhustuva aine väikseim mass, mille korral tekib ahelreaktsioon. Tuuma seoseenergia on võrdne tööga, mis kulub tuuma koostisosadeks lahutamiseks. Massidefekt on erinevus tuuma massi ja selle moodustavate üksikute nukleonide masside summa vahel. Tuumamass on alati väiksem kui tuuma moodustavate osakeste massi summa.
Aatommassiühik on 1/12 süsiniku isotoobi 12C aatommassist .
Ioniseeriv kiirgus on võimeline aatomitest ja molekulidest elektrone välja lööma. Ioniseerivateks kiirgusteks loetrakse a, b, y, röntgen ja neutronkiirgus, aga ka ultravalgus . Ioniseeriv kiirgus võib rakumolekulide ioniseerimisel esile kutsuda: *muutused raku normaalses talitluses, *vigane rakk võib hakata ennast taastootma – vähkhaigus, *suurem hulga molekulide või DNA molekuli lagunemisel raku surm. *kui sureb suurem hulk rakke ei pruugi mõni organ või kogu organism enam taastuda.
Kahjustused võib jagada: 1) somaatilisteks – mõju avaldub kiiritatul (vähktõbi, kiiritushaigus , surm); 2)geneetilisteks – mõju avaldub järglastel. 1) deterministlikuteks – teatava doosi tulemusena tekib kahjustus (viljatus, vereloome aeglustumine, silmaläätse hägustumine, surm); 2) stohhastilisteks – doosi suurenedes kasvab tõenäosus haigestuda.
Neeldumisdoos näitab aines neeldunud kiirusenergia hulka massiühiku kohta. (1Gy = 1J/kg). Suhteline bioloogiline efektiivsus (SBE) näitab mitu korda on antud ioniseeriva kiirguse doos väiksem sama kahjustuse esile kutsunud gammakiirguse doosist. Efektiivdoos hindab kehas neeldunud kiirgusenergia poolt tekitatud kahjustuste suurust võttes arvesse kiirguste eripärad (1Sv =siivert).