Füüsika-7-tuumafüüsika2 (0)

1) Tuumajõud – miks on nad erilised?
2) Mis on massidefekt, selgita.
3) Mis on tuuma seose energia. Valem. Kus me teda näeme.
4) Mis on tuuma eriseose energia + graafik
5) Iseloomusta uraani, põhielemnt + isotoop
6) Põhjalikult iseloomustada ahelreaktsiooni (mis tekitab, mis tekivad, mis 
eraldub, miks ta on ahelreaktsioon)
7) Mis on neutronite paljunemistegur. Mis juhtub kui ta on > 1, = 1, < 1.
8) Mis on kriitiline mass; aatompomm
9) Plutooniumi tekkimine (Millest algab  ja millega lõpeb) ja Pu tähtsus.
10) Tuumareakor, tema töö põhimõte, mida tuleb jälgida tuumareaktori töös.
11) Mis erinevus on uraani ja vesiniku tuumareaktsioonidel. Termotuuma 
reaktsiooni valem.
12) Iseloomusta termotuuma reaktsiooni tekkimist  + näited (tähed, H-pomm)
13) Radioktiivse kiirguse bioloogiline mõju. (rad.tolmust ka rääkida)
14) Radioktiivsete ainete kasutamine. 1) Tuum on tohutul püsiv. Tuuma hoiab koos eriline jõud, mida nimetatakse 
tuumajõuks. Tuumajõud on maailma tugevaimad jõud massiühiku kohta.
2) Osutub, et tuuma seisumass on teda moodustavate prootonite ja neutronite 
seisumasside summast alati väiksem. Seda massi erinevust nimetatakse 
massidefektiks.
3) Seoseenergia – see on energia, et lõhkuda tuum täielikult üksikuteks 
osadeks. E=ΔM∙cM∙c2. 
See energia hoiabki tuuma koos, mille tõttu on tema lõhustamiseks vaja suurt 
energiat.
4) Eriseoseenergia on seoseenergia ühe tuuma osakese kohta. Osutub, et 
eriseoseenergia sõltub keemilisest elemendist. GRAAFIK.  5) 92U238 ehk U-238 
Tuumafüüsika seisukohalt on väga tähtis Uraani isotoop 92U235 ehk U-235. Seda on
1/140 osa looduslikust uraanist. U-235ga on võimalik teha ahelreaktsiooni.
6) Ahelreaktsiooni tekkeks peab U-235-te pommitama neutroniga. Tulemusena 
U-235 laguneb kaheks kildtuumaks. Lisaks tekivad 2 kuni 3 neutronit + teatud 
hulk energiat. Kui tekkinud 2-3 neutronit kohtuvad uute U-235-ga, hakakb see 
protsess plahvatuslikult korduma ehk tulemusena eraldub tohutu energia. 
(tuumapomm). See on ideaalis.
Reaalsuses mõjutavad seda mitmesugused muud põhjused, mis takistavad 
energia plahvatuslikku tekkimist. JOONIS?
7) Neutronite paljunemistegur iseloomustab reaalset olukorda ahelreaktsioonis. 
Neutronite paljunemistegur on mingil tasemel välja lennanud neutronite arvu 
jagatis seda põhjustanud neutronite arvuga. Tegur k põhjal on ahelreaktsioonis 
võimalik kolm varianti.  
A) k>1 tekib juhtimata ahelreaktsioon(tuumapomm). B) k=1 juhitav 
ahelreaktsioon (tuumareaktor)
C) k<1 ahelreaktsioon sumbub
Reaalselt väheneb ahelreaktsioonis osa võtvate neutronite arv järgmistel 
põhjustel:
Osa neutroneid lendab ainest välja. Sageli ei ole tegemist puhta U-235ga, vaid 
temas on looduslikku U-238t, mis neelab neutroni ja reaktsiooni ei toimu. Osade 


neutronite kiirus ei ole nii suur, et põhjustada  U-235 lõhustumist. Osa neutroneid
satuvad kildtuumadesse. 8) Osutub, et uraani ja plutooniumi korral on olemas üks mass m, millest alates 
algab iseeneselik ahelreaktsioon ehk tuumapommi plahvatus. Nt: U-235l on 
selleks 50kg kera kujuline mass.
Selleks, et tekitada ahelreaktsiooni on kõige lihtsam moodus kasutada nn 
poolkerade varianti.
1942 algas Manhattani projekt, mille tulemusena valmistati 4 esimest USA 
aatompommi. 9) Ahelreaktsioonis, juhul kui neutron kohtub loodusliku uraaniga (U-238) jääb 
see neutron sinna pidama ja moodustub uus uraani isotoop U-239. Edasi toimub 
kaks beeta lagunemist ning lõpuks tekib plutoonium. Tekkinud plutoonium on 
suhteliselt stabiilne (24000 aastat) aga tal on sarnane omadus nagu U-235l, see 
tähendab temaga on võimalik tekitada samasugust ahelreaktsiooni. Kuna 
plutooniumit on parem hoiustada, siis kasutatakse tänapäeval aatompommides 
põhiliselt plutooniumit. Pu-239. 10) Tuumareaktori korral vabaneb energia pidevalt vähesel hulgal. Seda 
saavutatakse siis kui neutronite paljunemistegur  k=1.
Selleks, et vähendada k kuni üheni kasutatakse järgmisi võimalusi:  Ei kasutata puhast U-235, vaid seguna loodusliku uraaniga U-238 ehk 
tuumakütuse jaoks ei ole vaja uraani puhastada väga kõrge protsendini. U-
238 neelab suure osa üleliigseid neutroneid. (Samas tekib alg materjal 
plutooniumi tootmiseks)  Reaktor töötab vedeliku keskkonnas, kus vee (eriti raske vee) molekulid 
aeglustavad põrgetega neutroneid nii, et neil ei ole nii suurt energiat et 
jätkata ahelreaktsiooni.  Täpsemalt reguleeritakse reaktsiooni nn neutroneid neelavate 
materjalidega. 11)  Mis erinevus on uraani ja vesiniku tuumareaktsioonidel. 
Termotuumareaktsiooni valem.
Graafikult näeme, et on olemas veel teine piirkond, kust oleks võimalik saada 
tuuma energiat. Selles piirkonnas on võimalik saada tuuma energiat siis, kui 
elemendid liituvad. (Esimeses piirkonnas toimub lagunemine ehk lõhustumine). 
Kuna tuumajõud on maailma tugevaimad jõud, siis nad ühinevad väga raskesti. 
Tuntuim viis ühinemiseks on kasutada ülikõrget temperatuuri, nt aatompommi 
plahvatus. Valem 1H2 + 1H3 → 2He4 + 0n1 12) Termotuumareaktsioon on peamine energiaallikas, mis eraldub tähtedelt. 
Seal saavutatakse ülikõrge temperatuur tänu tähe massist tekkinud tohutule 
rõhule ning temperatuurile tähe sees. 
Termotuumareaktsiooni on tekitatud ka Maal – vesinikupomm. Vesinikupomm 
koosneb kahest osast: I osa – väike aatompomm – eesmärk tekitada kõrge 
temperatuur
II osa – vesiniku osa – temalt eraldub põhienergia.
Vesinikupommi võimsus on tunduvalt suurem, kui aatompommil massi kohta.


13) Põhiline ohu allikas on kiirgus.
α-kiirgus – riietus kaitseb. Ohtlik-nahavähk
β-kiirgus – metall, majasein jne kaitseb. Ohtlik – tungib inimese sisse, sisemised 
muutused
γ-kiirgus -1m raudbetooni. Ohtlik – läbib inimest, rakusisene mõju (vähk 
pärilikkus)
Kiiritusega võib kaasneda nn kiiritustõbi. Kiiritust võib olla kahte liiki. *tugev, aga 
lühiajaline. *nõrk, aga pikaajaline.
Tuumapommi mõjud: (esimesed on otsesed)
*Valgusenergia – 10neid kordi suurem kui päikselt tulenev valgus ja on võimeline 
tekitama silma kahjustusi ning kuumuse tõttu ka süütama kehi.
*Lööklaine
*Kiirgused
*Rad. tolm (kaudne)- on väga ohtlik, sest sisse hingates jääb see rad.tolm sinu 
kopsudesse püsima. 14) Radioktiivsete ainete kasutamine.
Tuumareaktorid- elektrijaamad, füüsikalised uurimised, laevad( lennukikandjad,
allveelaevad, jäälõhkujad), kosmoselaevad(luuresatelliidid)
Meditsiin-  vähi ravi-vähi rakkude kiiritamine. Organismi organite töö uurimiseks
nn märgitud aatomite meetodil. Organismi meditsiinilisel pildistamisel.
Keemias- isotoopide tootmine
Tööstus- märgitud aatomite kasutamine (õlide liikumine masinas)
Põllumajandus- märgitud aatomite kasutamine nt väetiste liikumise uurimiseks 
taimedes.
Arheoloogia- orgaaniliste leidude vanuse määramiseks nn radioaktiivse süsiniku
meetodil.
Kodune majapidamine – suitsuandur
Tehniline läbivalgustus- toll, piirivalve, tehnikas-mikropragude leidmiseks 
metallides.
Uued keemilised elemendid – Mendelejevi tabeli lõpp.