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
1)Tuum: 10-15m, koosneb nukleonidest: prootonid,neutronid. Prootonite arv on tuumas sama, mis on jrk arv per. tabelis, näitab ka tuuma laengut. Proot laeng on +1. A(massi arv, alati täisarv)= Z(laengu arv) +N(neutronite arv) 2)Tuuma jõud: elektromagnetiline e. kuloniline e. tõukejõud, sest nukleonid on omavahel tugevas vastastikmõjus(iseloomulik : väikestel kaugustel toimib (10-15m), kui läheb nukleoni arvust suuremaks, siis mõju lakkab. 2,2*10-15m tuuma mõjuraadius). Küllastatavus- ühe nukleoni ümber mahub teatav arv nukleoneid, naabernukleonite vahel on tugev vastastikmõju (veetilk). 3)Tuumamass:aatommassiühikutes( 1/12 612C aatomi massist). Ühele AMÜ-le vastavalt Einsteini valemile E=mc2. Aatommassi ühik: Tuumafüüsikas kasutatav süsteemiväline mõõtühik. Üks AMÜ(u) on võrdne 1/12-ga süsiniku isotoobi 612C aatomi massist.1u= 1,6605402*10- 12
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
Sellest järeldas ta et kulla sees paiknevad hajusalt elektronid. Leidus ka neid osakesi, mis olid hajunud suurte nurkade all, mõni oli põrganud isegi otse tagasi. Ilmelt olid nad tabanud palju suurema massiga osakesi, mis olid tõukava, so po.laenguga ja võtsid enda alla väikese osa ruumist. Need olidki kulla aatomite tuumad. 3)prooton-erinevad laengud, elekt.suurused võrdsed Neutron-ilma laenguta, suurem kui prooton,elekt.mass on tühine. 4)Tuumajõud on kahe või enama nukleoni vahel olev jõud, mis hoiab koos aatomituuma. Tuumajõud põhineb tugeval vastastikmõjul. Prootonite ja neutronite vahel mõjuvad tõmbuvad tuumajõud. Tugev vastastikmõju on kvarkide vahel, kuid põhjustab ka tuumajõude. Nõrk vastastikmõju avaldub peamiselt lagunemistes. (nt.neutr.lagunemise prootoniks,elektr,antineutriinoks) 5Tuuma ehitus o Tuuma osakesed asuvad teatud energiatasemetel. o Ühel energiatasemel saab olla ainult piiratud arv osakesi (see arv on igal tasemel
Hassium 108 Hs 265 2 14 32 32 18 8 Hassium 2 Mis on Hassium? Hassium on keemiline element, mille järjenumbriks on 108 Hassium on nimetatud Sveitsis sündinud Vene keemik Henri Hess'i auks. Avastas - Heavy Ion Research Laboratory (HIRL) 1984. aastal Saksamaal Koostis: plii-208 ja raud-58 nukleoni Hs-265 poolestusaeg on 2 ms Oksüdatsiooniaste: +8 Eeldatakse, et tema olek on tahke Looduses on pikalt elanud Hassium-271 isotoop Tuvastatud on umbes 40 aatomit Hassium-265 Aitäh
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).
e-prootoni elektrilaeng, mis võrdub elementaarlaenguga s.t. elektroni laengu absoluutväärtusega Isotoop- Keemilise elemendi teisend, mille aatomituumas on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Tuumajõud- Massidefekt- On tuuma moodustavate nukleonide masside summa ja selle tuuma massi vahe. Seosenergia- on nukleonide vastastikmõjuenergia vastandväärtus. On võrdne tööga, mis kulub tuuma lahutamiseks koostisosadeks. Eriseosenergia- on tuuma seoseenergia ühe nukleoni kohta. Too näide ühe keemilise elemendi kohta, kus on neutroneid tunduvalt rohkem kui prootoneid. Millest on tingitud massi vähenemine tuuma moodustamine? Millisele teoreetilisele võimalusele osutab eriseosenergia sõltuvus massiarvust?
-:Väga suured investeerimisvajadused ehitusprotsessil ja jäätmete käitlemisel. Radioaktiivsete jäätmete teke ning probleemid nende käitlemisega ja ladustamisega. Oht õnnestuste tekkeks, mille tagajärjed reeglina tõsised ning ulatuslikud. Kütuseks ei ole taastuv energiaallikas 6.Tuumaenergia kasutamine,radioaktiivse kiirguse kasut:elektri tootmine,meditsiinis,tööstuslikus tootmises,ehitusel Tuumajõud-kahe või enama nukleoni vahel mõjuv jõud, mis hoiab koos aatomituuma Seosenergia-mehhaaniline energia,mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks Tuumareaktsioon- kahe aatomituuma või elementaarosakese ja aatomituuma kokkupõrge, mille tulemusena tekivad uued aatomituumad ja/või elementaarosakesed. Radioaktiivsus- ehk tuumalagunemine on ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneslik lagunemine
TUUMAFÜÜSIKA Prootonid, neutronid ja elekronid on aatomiosakesed ehk massiarv. Prootonid ja neutronid on nukleonid ehk tuumaosakesed ehk jrk. nr. Aatomilaeng on 0!!! ISOTOOP- aatom, millel on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Aatomituuma vahelises reaktsioonis tekivad uued aatomituumad. TUUMAFÜÜSIKA SAI ALGUSE SELLEST, KUI INGLISE FÜÜSIK RUTHERFORD POMMITAS LÄMMASTIKUAATOMEID ALFA OSAKESTEGA. (1919) Tuumaseose energia hoiab koos nukleoni aatomituumas. Suurem seoseenergia on raua aatomitel. Tuumaseose energia sõltub tuuma massiarvust. Mida suurem, seda suurem on ka seoseenergia. TUUMAREAKTSIOONID: KERGED TUUMAD RASKED TUUMAD Ühinevad Lõhustuvad Sisemuses väga kõrge temp. prootonid ja Laguneb iseeneslikult. On suur, raske, ei vesiniku aatomid ühinevad. Tekib heelium. suuda koos hoida. Siis toimub, kui
Mida tugevam on soeseenergi seda tugevam on seos . Aatomituuma moodustavate nuklonite prootonite ja neutronite vahelised jõud on palju tugevamad molekulides ja aatomites valitsevatest elektsilistest jõududest. Tuumareaktsioonidest on võimalik suuremal hulgal energiat saada kahes piirkonnas-kergete tuumade ühinemisel ja raskete tuumade lõhustamisel. Nagu juba eespool üeldud siis ,tuumade soesenergiat on umbes miljon korda suuremad kui aatomites ja molekulides. TUUMADE SOESENERGIA ÜHE NUKLEONI KOHTA Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Tuumaenergeetika tekitab uusi ürobleeme looduskaitses ja ohutustehnikas.Radioaktiivne kiirgus on eluohtlik suurematele kiirgusdooside korral tekitab kiirguhaigust. Radioaktiivne kiirgus on meeltele tajumatu , mis tingib ohutunde puudumise . Ettevaatust igasuguste tundmatute esemetega kokkupuutumisel.
Tuumafüüsika konspekt Tuumajõud-kahe või enama nukleoni vahel mõjuv jõud, mis hoiab koos aatomituuma, Seosenergia-mehhaaniline energia,mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks, Tuumareaktsioon- kahe aatomituuma või elementaarosakese ja aatomituuma kokkupõrge, mille tulemusena tekivad uued aatomituumad ja/või elementaarosakesed, Radioaktiivsus- ehk tuumalagunemine on ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneslik lagunemine, Poolestusaeg aeg mis on määratud kõikidele radioaktiivsetele isotoopidele-
· !! Massi mõõdetakse kg · Massiarv pr, ne arvude summa Tuumajõud hoiab koos tuuma, seega kogu Maailma · Aatomituumad on väga püsivad süsteemid · Pr ja ne tuumas koos hoidvaid jõude nim Tuumajõududeks · Tuumajõud on väga tugevad, väikese mõjuraadiusega · Pr ja ne vahel mõjuvad jõud ei olene elektrlaengust · 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
Isotoop keemiline element, mille prootonite arv on sama, neutronite arv erinev. Looduslik radioaktiivsus aatomituumade iseeneslik muundumine. Tuumajõud kahe või enama nukleoni vahel mõjuv jõud, mis hoiab koos aatomituuma. Tuumareaktsioon kahe aatomituuma kokkupõrge. Seoseenergia võrdne minimaalse tööga, mis kulub selle liitosakese lahutamiseks koostisosadeks. Ahelreaktsioon reaktsioon, kus reaktsiooni saadus põhjustab uue reaktsiooni. Thomsoni aatomimudel aatom koosneb ühtlaselt jaotunud positiivsest elektrilaengust ja negatiivse elektrilaenguga elektronidest, mis selles liiguvad.
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
Süsinik on oluline element orgaanilistes ühendites ning keskel kohal orgaanilises keemias- seetõttu nimetatakse seda keemiavaldkonnas sageli ka süsinikukeemiaks. C + 6| 2) 4) Süsiniku üldine iseloomustus Süsinik asub elementide perioodilisuse tabelis teises perioodis, seega on tema elektronkate kahekihiline. Süsiniku aatominumber on 6, ümardatud suhteline aatomimass 12. Sellele vastavalt on tuumas on 12 nukleoni A=N+Z, millest neutronite arv , N=A-Z, 12-6=6 ja prootonite arv on samuti 6. Kuuest elektronist kaks paiknevad esimesel elektronkihil ja 4 teisel . Süsiniku aatomiraadius on suhteliselt väike ja elektronid asuvad kahes kihis, seepärast on väliskihi elektronid tuumaga tugevasti seotud. Süsiniku omadused Süsinik esineb looduses kahe erineva lihtainena- teemandi ja grafiidina. Kütuseks kaevandatavad söed (pruunsüsi, antratsiit, kivisüsi jt) koosnevad
2t / T = poolestusaeg Radioaktiivsed aatomid ei vanane, st. ta võib laguneda järgmisel hetkel või mingi pika aja pärast. Radioaktiivse aatomi kohta võib arvutada keskmise eluea. Tuuma ehitus 1931. a Inglise füüsik Chadwick avastas neutroni. Samal aastal W. Heisenberg pakkus välja prooton – neutron mudeli. A=N+Z A = Nukleonide arv tuumas e. mass N = neutronite arv Z = prootonite arv Ühe ja sama elemendi neutronite arv võib olla erinev ----- tegemist on isotoobiga Nukleoni hoiavad koos väga suured jõud. Need tuumajõud on kõikidest jõududest tugevaimad, kuid nad on väikese mõjuraadiusega ( mõjuvad vaid tuuma piires) 10-12 – 10-13. Energiat, mis on vajalik tuuma täielikuks lõhkumiseks üksiteks osakesteks, nim. seoseenergiaks. S.o võrdne energiaga, mis kunagi eraldus tuuma moodustumisel. Täpsed mõõtmised on näidanud, et tuuma mass on alati väiksem teda moodustavate prootonite ja neutronite masside summast. Mt < Z * mp + N * mn
kiirusega, seega oligi vaja luua relativistlik kvantmehaanika(kvantmehaanika+relatiivsusteooria). Aatomituumade uurimisel avastati, et nendes on peidus tohutult energiat(kasutatakse aatomielektrijaamades). I. Idealiseeritud objektid Aatomituum. Aatomi koostisosa, millesse on koondunud peaaegu kogu aatomi mass. Koosneb prootonitest ja neutronitest, mida hoiavad koos tuumajõud. Pauli keeluprintsiibi kohaselt on tuum kihilise ehitusega. Nukleon on tuuma koostisosa. Prooton ja neutron on nukleoni kaks olekut. Positron on elektroni antiosake. Positroni mass võrdub elektroni massiga; positronil on positiivne elementaarlaeng, mis võrdub elektroni laengu absoluutväärtusega. Positron ja elektron annihileeruvad kohtumisel ja sünnib kaks gammakvanti. Neutriino on elementaarosake, mis osaleb vaid nõrgas ja gravitatsioonilises vastastikmõjus. Elektrilaeng võrdub nulliga, samuti seisumass. Elementaarosake on mikroosake, mis osaleb kõigis nüüdisajal tuntud füüsikaprotsessides kui
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. Gammakiirgus suurima energia ja sagedusega elektromagnetkiirgus
toimuvad aatomituumade põrkumisel teiste tuumade või elementaarosakestega, radioaktiivse lagunemise jaoks pole aga väliseid põhjuseid vaja. Liitosakese seoseenergia on võrne minimaalse tööga mis kulub selle liitosa lõhkumiseks koostisosadeks. Tuuma seoseenergia oleneb üsna omapärasel viisil massiarvus, mugavaim on seda sõltuvust jälgida , kui tuuma seoseenergia jagada massiarvuga, st. vaadata ühe nukleoni kohta tulevat seoseenergiat. Tuumajõudude ja tuumade seoseenergia olenevus massiarvust viib selleni , et tuumareaktsioonidest on võimalik suuremal hulgal energiat saada kahes piirkonnas kergete tuumade ühinemisel ja raskete tuumade lõhustumisel. Tuumade seoseenergiad on u miljon korda suuremad kui aatomites ja molekulides. Tuumareaktsioonide alustuseks on ainet vaja kuumutada vähemalt kümne miljoni kraadini , alles
neutronite arv. o Isotoobid on perioodilisuse tabelis ühel ja samal kogal. o Ühe keemilise elemendi isotoobid on selle aatomite tüübid, mis erinevad massiarvu A poolest. o Järjenumber Z langeb neil kokku. A=Z+N A- massiarv Z- prootonite arv N- neutronite arv Tuumajõud o Tuumajõud on kahe või enama nukleoni vahel olev jõud, mis hoiab koos aatomituuma. o Tuumajõud põhineb tugeval vastastikmõjul. Tuuma ehitus o Tuuma osakesed asuvad teatud energiatasemetel. o Ühel energiatasemel saab olla ainult piiratud arv osakesi (see arv on igal tasemel erinev) o Seoseenergia iseloomustab osakeste seotust tuumaga. o Seoseenergiaks nimetatakse energiat, mis oleks vaja osakestele anda, et teda täielikult tuumast vabastada.
Vesinikul on ka radioaktiivne isotoop massiarvuga 3 ja poolestusajaga 12,3 aastat. Selle nimetus on triitium ja sümbol 3H. 9. Aatomituum koosneb nukleonidest positiivse laenguga prootonitest ja neutraalse laenguga neutronitest. Prootonite arv tuumas määrab ära, millise keemilise elemendiga on tegemist. Neutronite arv tuumas määrab ära, millise isotoobiga on tegemist. 10. Tuumajõud on kahe või enama nukleoni vahel mõjuv jõud, mis hoiab koos aatomituuma. Tuumajõud põhineb tugeval vastastikmõjul, olles selle teisene väljendus (samamoodi nagu van der Waalsi jõud on elektromagnetilise vastasmõju teisene väljendus. 11. Seoseenergia on mehaaniline energia, mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks. 12. Uraan-235 aatomi tuum lõhustub, kui seda tabab aeglane neutron. Sealjuures eraldub uusi neutroneid, mis võib tekitada ahelreaktsiooni
Prootonid, neutronid ja elektrorid. 6. Bohri aatomimudel- *elektronid liiguvad aatomis ainult kindlal orbiidil. *elektroni üleminekul ühelt orbiidilt teisele, aatom kiirgab ja neelab valgust kvantides. 7. De Broglie hüpotees- kõigil osakestel on lainelised omadused. 8. De Broglie laine- vabalt liikuvate osakeste leiulaineid. (λ=hp=hmv) 9. Kvantmehaanika põhivõrrandi e Schrödingeri võrrand- kvantoleku muutumine süsteemis. 10. Tuumajõud- kahe või enama nukleoni vahel mõjuv jõud, mis hoiab koos aatomituuma. Omadused- Väga väikeste vahemaade juures on tuumajõud tõukuv; Tuumajõud on väga väikese mõjuraadiusega; Tuumajõud on laengust sõltumatu. 11. Seoseenergia- mehaaniline energia, mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks. 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
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)
Tuumareaktsioonide energeetilist külge iseloomustab reaktsioonis vabanenud energia Q. Q on positiivne, kui reaktsiooniproduktide kogumass on väiksem kui neelatud osakestel ja esialgsel tuumal, sest siis kasvab tuuma seoseenergia. Tuumareaktsiooni toimumise tõenäosust kirjeldatakse mõistega reaktsiooni ristlõige. Energia võib vabaneda nii kergete tuumade ühinemisel kui ka raskete tuumade lagunemisel. Seda selgitab graafik, mis näitab tuuma seoseenergia suurust ühe tuumaosakese(nukleoni) kohta: Seoseenergia nukleoni kohta B/A sõltuvalt tuuma massiarvust A. Ühe tuumaosakese kohta on seoseenergia maksimaalne massiarvu 60 ümbruses, mida arvestades ei tule imestada, et raua isotoop 56Fe on üks püsivamaid ühendeid universumis. Kui kergeid tuumi sundida mingi jõu abil liituma, siis võib toimuda tuumasüntees, mille käigus vabaneb energiat, sest tekkinud tuuma mass on väiksem kui ühinenud tuumade masside summa.
surma.Beetaosake = elektron, massiarv 0, laeng -1. - kiirgus-gammaosakestel seisumass puudub, energia on kõige väiksem.ohtlik kiirgus, mis on kõige enam põhjustatud selle läbitungimisvõimest.kasutusel piirivalves ja ka nt. meditsiinis.gammaosake = gammakvant, massiarv 0, laeng 0 Tuuma seosenergia. Aatomituuma seoseenergia on energia, mis on tarvis aatomituumale anda, et lõhkuda see üksikuteks nukleonideks Eriseosenergia Eriseosenergia on seoseenergia ühe nukleoni kohta. Massidefekt Massidefekt on aatomituuma moodustavate prootonite ja neutronite seisumasside summa ja aatomituuma seisumassi vahe. Aatomituuma massidefekt on võrdne tuuma seoseenergiaga. Tuumareaktsioon Tuumareaktsioon on kahe aatomituuma või elementaarosakese ja aatomituuma kokkupõrge, mille tulemusena tekivad uued aatomituumad ja/või elementaarosakesed. Poolestusaeg Suurus, mis iseloomustab aine lagunemise kiirust (eelkõige radioaktiivse). See näitab, kui pika
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. Tuumareaktsioonide liigid on ka:
2.Millised on stabiilsed tuumad? 3.Mis on radioaktiivsus? 4.Iseloomusta alfa, beeta, gamma kiirgust. 5.Soddy nihkereegel. Be+n=?+alfa 6.Mis on erinevus tuuma reaktsioonil ja keemilisel reaktsioonil? 7.Mis on seoseenergia? 8.Mis on massidefekt? 9.Tremotuuma tekkimise tingimused. 10.Selgita ahelreaktsiooni. 11.Mida näitab paljunemistegur? 12.Tuumafüüsika rakendused. 13. Mis on kiirgusdoos, millega mõõdetakse, kaks ühikut? 1.Tuumajõud on kahe või enama nukleoni vahel mõjuv jõud, mis hoiab koos aatomituuma. Omadused-Väga väikeste vahemaade juures on tuumajõud tõukuv; Tuumajõud on väga väikese mõjuraadiusega; Tuumajõud on laengust sõltumatu. 2. Tuum on stabiilne, kui prootoneid ja neutroneid on sama palju. 3. Radioaktiivsus ehk tuumalagunemine on ebastabiilse aatomituuma iseeneslik lagunemine. 4. Alfakiirgus on ioniseeriv radioaktiivne kiirgus, mis tekib tuumareaktsioonide tulemusel ja koosneb alfaosakestest.
Tuuma koostisesse kuuluvad prootonid ja neutronid, millel ei ole laengut. Prootoni ja neutroni ühisnimetusena kasutatakse mõistet nukleon. Nukleone seob ühtseks tervikuks tuumajõud. See jõud on tingitud tugevast vastasmõjust. Kuna prootonid ja neutronid alluvad tõrjutusprintsiibile, siis on tuum analoogiliselt elektronkattega kihiline. Energiat, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks, nimetatakse tuuma seoseenergiaks. Seoseenergiat ühe nukleoni kohta nimetatakse eriseoseenergiaks. Radioaktiivsuseks nimetatakse mingit liiki osakeste iseeneslikku kiirgumist tuumadest. Radioaktiivseid materjale leidub kõikjal keskkonnas ning meie keha sisaldab selliseid radioaktiivseid materjale nagu süsinik, kaalium ja poloonium. Kogu elu Maal on arenenud selle kiirguse mõju all. Alates röntgenkiirguse avastamisest üle 100 aasta tagasi oleme leidnud võimalusi kiirguse ja radioaktiivsete materjalide tehislikuks tekitamiseks ja tootmiseks
8. Seosenergia energia, mis on vaja tuuma lõhustamiseks koostisosadeks. Sama suur energia ka eraldub kui osakestest tekib uus tuum. E=Mc² M-massi defekt Zmp + Nmn > Mt mp- ühe prootoni mass M = Zmp + Nmn - Mt mn- ühe neutroni mass Mt- tuuma mass 1J 1u = 1,66*10astmes -27 kg Z- prootonite arv tuumas 1u = 931 MeV N- neutronite arv tuumas · Eriseosenergia on ühe nukleoni kohta tulev seosenergia. 9. Tuumareaktsioonid : · on tuumade muundumised, mis toimuvad vastastikmõju tulemusenad teiste tuumadega või (elementaar-) osakestega. · selle võrrandite kirjutamisel arvestame, et reaktsioonil kehtib massiarvu jäävus ja tuumalaengu jäävus (summaarne massiarv ei muutu) · Reaktsioonide käigus võib energia nii eralduda kui ka neelduda. Kui mass läheb väiksemaks siis energia eraldub. Kui suuremaks, siis energiat neeldus. 10
html#sysinik Süsiniku kasutamine tööstuses ja majanduses.09.11.10 6) http://www.kl.ttu.ee/atrik/ope/kky3153/loeng101.pdf Süsiniku üldine iseloomustus Süsinik asub elementide perioodilisuse tabelis teises perioodis, seega on tema elektronkate kahekihiline. Süsiniku aatominumber on 6, ümardatud suhteline aatomimass 12. Sellele vastavalt on tuumas on 12 nukleoni A=N+Z, millest neutronite arv , N=A-Z, 12-6=6 ja prootonite arv on samuti 6. Kuuest elektronist kaks paiknevad esimesel elektronkihil ja 4 teisel . Süsiniku aatomiraadius on suhteliselt väike ja elektronid asuvad kahes kihis, seepärast on väliskihi elektronid tuumaga tugevasti seotud.
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 tagajärjel tekkinud neutronid kutsuvad esile uusi lõhustumisi. seisumassi ja elektrilaengut. Osakese ja tema antiosakese
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). · Radioaktiivsuse kasutamine Radioaktiivsust kasutatakse meditsiinis vähiraviks (sest see mõjutab eelkõige kiiresti
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
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
potensiaalsete energiate summast, sest liitudes asetuvad osakesed madalamasse ( kollektiivsesse ) energiaolekusse ning kaotavad seega energiat.. Seoseenergia on selle potensiaalse energia erinevuse mõõt, energia, mida on vaja " teist teed tagasi minekuks ". Mida suurem see on, seda väiksem on aatomi või tuuma potensiaalne energia ja seda suurem stabiilsus. Mida tugevamad on tuumajõud, seda suurem on tuuma seoseenergia. E = m c 2 Ühe nukleoni kohta tulevat seoseenergiat nimetatakse eriseoseenergiaks. Energia jäävuse seaduse kohaselt vabaneb sama suur energiahulk tuuma moodustumisel vabadest nukleonidest. Tuumade masside täppismõõtmistest selgus, et tuuma mass on alati väiksem tuuma moodustavate prootonite ja neutronite masside summast. Mt< Zmp + Nmn, kus M t - tuuma (seisu)mass, m p - prootonimass, m n - neutroni mass, Z - laenguarv, N - neutronite arv.
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 lõpp-produktide seisumasside summast. Vastasel korral energia neeldub.
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 lõpp-produktide seisumasside summast. Vastasel korral energia neeldub.
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 Päike lähim täht, pinnatemperatuur 6000K.
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
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.
arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul. Tuumafüüsika Aatomituum on aatomi keskel asuv aatomi koostisosa, mille läbimõõt on 100 000 korda väiksem aatomi läbimõõdust, kuid seal on peaaegu kogu aatomi mass. Seega on aatom üks suur tühjus, kus võib olla ainult kümneid tühise massiga elektrone. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prooton ja neutron on tegelikult ühe ja sama osakese nukleoni kaks erinevat olekut. Kui prooton neelab elektroni, siis laengud kompenseeruvad ja saame neutroni, mille mass on elektroni tühise massi võrra suurem ( m pn 1838me ). Ja vastupidi, kui neutron väljastab elektroni, saame prootoni. Prooton ja neutron on elementaarosakesed, kusjuures prooton on ka vesiniku aatomi tuumaks. Vaba neutroni eluiga on 15,3 minutit. Seetõttu ei ole looduses vabu neutroneid, kuid neid saab tuumareaktsioonidega. Massiarv on prootonite ja neutronite koguarv A = Z + N .
arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul. Tuumafüüsika Aatomituum on aatomi keskel asuv aatomi koostisosa, mille läbimõõt on 100 000 korda väiksem aatomi läbimõõdust, kuid seal on peaaegu kogu aatomi mass. Seega on aatom üks suur tühjus, kus võib olla ainult kümneid tühise massiga elektrone. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prooton ja neutron on tegelikult ühe ja sama osakese nukleoni kaks erinevat olekut. Kui prooton neelab elektroni, siis laengud kompenseeruvad ja saame neutroni, mille mass on elektroni tühise massi võrra suurem ( m pn 1838me ). Ja vastupidi, kui neutron väljastab elektroni, saame prootoni. Prooton ja neutron on elementaarosakesed, kusjuures prooton on ka vesiniku aatomi tuumaks. Vaba neutroni eluiga on 15,3 minutit. Seetõttu ei ole looduses vabu neutroneid, kuid neid saab tuumareaktsioonidega. Massiarv on prootonite ja neutronite koguarv A = Z + N .
, südamelöökide arvu võtame eelmise ülesande lahendusest ) ? 5.6. Ravimid · Kui kaua võtab aega, et sissevõetud tabletis olev ravim jõuaks levida üle keha? Vihjed: ravim kandub edasi verega; vere voolukiirus suuremates veresoontes on ca 2 cm/s ja väiksemates 0,5 mm/s. · Kui võtta sisse üks tablett aspiriini, siis mitu aspiriini molekuli tuleb inimese iga keharaku kohta? Vihjed: keskmine raku diameeter on 5 µm; aspiriini hulgaks loeme 1 g; 1 nukleoni mass on 10-27 kg. 5.7. Varia · Inimorganismil on väga mitmekesised võimed, mis tunduvad lausa uskumatutena. Hiljuti näitas televiisoris üht pakistanlast, kes vedas oma vuntside külge seotud autobussi, mille mass võis olla ca 2 tonni. Kas tal vuntsid näost lahti ei rebene? Püüame leida jõu, mida iga karv peab välja kannatama (eldusel, et kõik karvad in ühtlaselt koormatud).
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
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
teise tuuma või elementaarosakesega. Reaktsioon toimub väga kiiresti, ca 10-21 sekundi 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
annaabi.ee 
