Sellest järeldub, et tagumiste elementide lõhustumisel eraldub energia. Uraan (92 üleval, 238 all) , st 92 prootonid, 146 neutronit. Ebapüsiv, poolestusaeg on ülipikk 4,5 miljardit aastat. Ahelreaktsiooni tekitamiseks on vajalik 1 neutron. Kui ta pommitab U- 235'te lõhustab ta tema kaheks kildtuumaks (tekivad: Krüptoon, baarium), eraldub 2-3 neutronit ja väike kogus energiat. Näeme, et eralduv energia kasvab plahvatuslikult ehk ahelreaktsion kujutab endast tuumapommi plahvatust. Paljunemistegur mingi põlvkonna eraldunud neutroni arvu jagatis eelneva põlvkonna neutroni arvuga. k= väljunud n / sisenenud n. k>1 toimub ahelreaktsioon k<1 ahelreaktsioon sumbub k=1 toimub ahelreaktsioon Plutoonium(Pu) osutub et looduslik U-238 poolt neelatud neutron on samuti kasulik. Tekib u-239, -aktiivne, poolestusaeg 23 min. Tekkiv plutoonium on sarnaste omadustega nagu U-235, st temaga saab tekitada ahelreaktsiooni ehk tuumaplahvatust, kasutada tuumakütusena
1) Mõisted: Nukleon- Tuumaosake ehk prooton või neutron. Isotoop- Sama järjekorranumbriga, kuid erineva massiarvuga tuumad Kvantmehaanika- Füüsika osa, mis tegeleb aatomituuma ja aatomi üldprobleemidega Ahelreaktsioon- Reaktsioon, mis põhjustab iseenda jätkumist ja progresseerumist mingi tunnusarvuga (n=2) ehk 2;4;8;16;32 Kriitiline mass- Massi ülem piir, mille ületamisel vallandub ahelreaktsioon ja neutronite massiline paljunemine Ülekriitiline mass- Juhul kui paljunemistegur on üle 1. Esimene spontaanne lõhustumine tekitab ahelreaktsiooni, mis levib eksponentsiaalselt kasvades üle kogu tuumkütuse ja põhjustab plahvatuse. Alakriitiline mass- Juhul kui paljunemistegur on alla 1, tuumkütus ei ole suuteline alal hoidma iseseisvat ahelreaktsiooni. Tekib küll ahelreaktsioon, kuid see sumbub kiiresti. Paljunemistegur- Ahelreaktsiooni progresseerumise tunnusarv, nt n=2, ehk 2;4;8;16.. Poolestusaeg- Aeg, mille jooksul lagunevad pooled radioaktiivse aine aatomitest
Tuum- kerataoline, suure tihedusega objekt ahelreaktsioon- reakt. Mis põhjustab iseenda aatomi keskmes. jätkumist- raskete tuumade lõhustumisel. Paljunemistegur: ahelreaktsiooni mõjutav Tuuma diameeter: 10astmes-15 m prooton- elektrilaeng +e : elementaarlaeng, tema neutoronite paljunemine arv määr. Keemilise elemendi kriitiline mass: vähim tuumkütuse kogus, milles laenguarv- prootonite arv tuumas, perioodilisuse tuumalõhustumine saab toimuda iseseisva ahelreaktsioonina süsteemis elemendi järjenumbriks
1)Tuumade lagunemis ahelreaktsioon on reaktsioon, kus üks reaktsioon põhjustab teise ning selle tagajärjel lagunevad tuumad. Et tekiks ahelreaktsioon peab olema vähemalt kriitiline mass ainet või peegelduvad pinnased, mille pealt aatomiosakesed põrkuksid. 2) Neutronite paljunemistegur K- näitab mitu järglast on igal neutronil tuumade lagunemise ahelreaktsioonis. 1) K=1 -juhitav ahelreaktsioon. 2) K>1 -mittekontrollitav(tuumaplahvatus) 3)K<1 -ahelreaktsioon lakkab 3)Kriitiline mass on väikseim kogus ainet millega hakkavad tekkima reaktsioonid. Nt. et uraanium 235 hakkaksid tekkima ahelreaktsioonid peab olema ainet vähemalt 56 kg. 4)Tuumareaktoris toimub juhitav ahelreaktsioon mille reguleerimiseks kasutatakse
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 olemuselt liitosake, mis koosneb prootonitest ja neutronitest, mida kokku nimetatakse tuumaosakesteks ehk nukleonideks. Prootoni laeng on võrdne elektroni laenguga ning seda nimetatakse tuumalaenguks (Z) Mass on 1,6726 · 10-27 kg, Neutroni mass on 1,6749 · 10-27 kg. Prootonite ja neutronite koguarv on tuuma massiarv (A) A=Z+N . Ühel keemilisel elemendil võib olla erineva massiarvuga tuumi
AHELREAKTSIOON reaktsioon, mis põhjustab iseenda jätkamist- Toimub raskete tuumade lõhustumisel. Neutronite paljunemistegur- Neutronite paljunemistegur võrdub ahelreaktsiooni antud lülis olevate neutronite arvu ja sellele eelnevas lülis osalenud neutronite arvu suhtega. Nn- ahelreaktsiooni n-das lülis osalevate neutronite arv Nn-1- ahelreaktsiooni (n-1)-ses lülis osalenud neuronite arv k- Neutronite paljunemistegur kui k>=1, siis neutronite arv ajas kas suureneb või jääb samaks ja ahelreaktsioon toimub. Kui k<1, siis neutronite arv ajas väheneb ja ahelreaktsiooni ei toimu Neutronite paljunemistegur oleneb suurustest- 1. Soojuslike neutronite arvust, mis põhjustavad uute 235U tuumade lõhustumise ahelreaktsiooni järgmises lülis 2. Tõenäosusest, et vabanenud neutronid ei neeldu 238U tuumades 3. Tõenäosusest, et neutronid ei neeldu aeglustis- grafiidi puhul p=0,84 4
raskete tuumade lõhustumine 2.kergete tuumade lõhustumine ehk sünteesireakts./termotuumareakts. 7.tuumade lõhustumine.ahelreaktsioon Aatomi tuum lõhustub siis,kui me suudame teda ergastada, see tähendab ,et ta neelab neutroni. Selle tulemusena aatomi tuum jaguneb kaheks osatuumaks ja vabaneb 2-3kiiret neutroni, mis omakorda võivad põhjustada naabertuumade lõhustumise jne. Tekib ahelreaktsioon-see on reaktsioon, mis põhjustab iseenda jätkumise. 8.neutronite paljunemistegur reaktsiooni kulgemist kirjeldab neutronite paljunemistegur. Neutronite paljunemistegur võrdub antud põlvkonna neutronite arvu ja eelmise põlvkonna neutronite arvu suhtega. Kui paljunemistegur on suurem kui 1 toimub plahvatus! 9.Tuumareaktori põhiehitus *tuumareaktorites rakendatakse tuumade lõhustumisel tekkivat ahelreaktsiooni *kütuseks kasutatakse uraani U-235(looduses U-238, tuleb rikastada) *aeglustajaks-grafiit,deuteerium
üha uued kütusekogused. Veel parem näide on püssirohu plahvatamine, sest seda ei piira õhu juurdevoolu vajadus ja reaktsioon levib iseseisvalt suure kiirusega. Kuna tuuma lõhustumisel tekib mitu uut neutronit, siis võib ahelreaktsiooni käigus samaaegselt lõhustuvate tuumade arv järjest kasvada. Tekkigu näiteks ühe tuuma lõhustumisel kaks neutronit, mis mõlemad neelduvad ainekoguse teistes tuumades, kutsudes esile vastavalt kaks uut lõhustumist. Ütleme selle kohta, et reaktsiooni paljunemistegur võrdub kahega, üksteisele järgnevate lõhustumiste arv kasvab 1,2,4,8,16.. see kõik toimub väga kiiresti ja tulemuseks on plahvatus. Nii kulgebki tuumapommi lõhkemine. (vana) Tuuma lõhustumine on võimalik tänu sellele, et raske tuuma seisumass on lõhustumisel tekkinud kildude masside summast suurem.Sellepärast eraldubki energia, mis on ekvivalentne lõhustumisega kaasneva seisumassi vähenemisega. Osadeks võivad lõhustuda ainult mõnede raskete elementide tuumad
Mitu korda väheneb radioaktiivsete aatomite arv 3-e ööpäevaga? 8 korda 14.Kiirguse kahjulikkuse mõõtmine,ühikud *neeldumisdoos grei Gy; biodoos e kiiritusdoos siivert SV; bekrell Bq 13Tuumafüüsika rakendusi *Kütus, elektrienergia; Arheoloogia; Teaduses uute ainete tootmiseks; Meditsiinis raviks ja röntgenis; Tuumarelvades; Allveelaevades 12.Mis on sünteesireaktsioonid-tekkimise tingimused. *Kergete tuumade ühinemine. 1)Kõrge temp 2)Kõrge rõhk 10.Kriitiline mass, paljunemistegur. *Kriitiline mass aine mass, milles n0 paljunemistegur on suurem kui 1 *Paljunemistegur kirjeldab reaktsiooni kulgemist 9.Raskete tuumade lõhustumine-ahelreaktsioon.Mis tekivad,miks eralduvad neutronid? *Ahelreaktsioon nähtus, kus reaktsioon põhjustab sellesema reaktsiooni jätkumist naaberaatomitel. Tekivad mitu uut neutronit, eralduvad et vabanenud neutronid kutsuksid esile uusi lõhustumisi. 7.Mis on tuumareaktsiooni ja keemilise reaktsiooni erinevus?
radioaktiivsuseks. Stabiilsuse rikkumised: 1. Tuum pole põhiseisundis vaid on ergastatud, ergastatud olekust põhiseisundisse minnes kiirgab -kvandi. 2. Kui tuumas on liiga palju elektrone, tekib -kiirgus. -osake on elektron. 3. Tuum on liiga suur ning prootonitevahelised elektrostaatilised tõukejõud võtavad võimust, tuum heidab endast tükikese lahti- selleks on heeliumi tuum , seda nimetatakse -osakeseks. · Neutronite paljunemistegur Neutronite paljunemistegur näitab ühe põlvkonna neutronite arvu suhet eelmise põlvkonna neutronite arvuga. Kui k (ehk paljunemistegur) on võrdne arvuga 1, siis toimub kontrollitud reaktsioon. See tähendab, et ühest neutronist tekib uuesti üks vaba neutron, mis saab reaktsiooni põhjustada. Kui k<1 siis reaktsioon hääbub ja kui k>1 siis tekib kontrollimatu ahelreaktsioon nagu nt tuumapommis. · Raskete tuumade lõhustamine, energia vabanemine Tuumareaktsioonides tekivad uued keemilised elemendid
Nt: 1 H + 1 H => 2H 15. Tuumapomm on suure plahvatusjõuga lõhkekeha, kus vabaneb raskete aatomituumade lõhustumisel. Tuumapommis olev tuumakütus tuleb pommi plahvatamiseks viia üleahelreaktsiooni tekitamiseks vajaliku kriitilise massi. Tuumapommis paikneb lõhustuv aine kahes osas, mõlemad on parajasti väikesed,et juhuslikul tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid valdavalt väljuvad ainest ilma uusi tuumi kohtamata ehk paljunemistegur on alla ühe. Kui ainet on nii palju, et igast neutronist sünnib keskmiselt üks uus lõhustumist esilekutsuv neutron, siis on paljunemistegur võrdne ühega. Vastavat ainekoguse massi nim. kriitiliseks massiks. 16. Inimesele ohtlik- 4 Sv 17. - ja - kiirte eest kaitseb iga käepärane varje. - kiirte varjestamiseks sobib raske metall nt: plii Neutron voo varjestamiseks on vaja nt: mitu meetrit betooni. 18. Tuumaenergiat kasutatakse elektrijaamades ja laevade jõuseadmetes
Kõige ohtlikum radioaktiivne kiirgus. Tõkestamiseks on vaja väga palju kergeid aatomituumi. Kõige paremad elektronkiirgus varjestavad ained on vesi ja betoon. Poolestusaeg aine lagunemise kiirust iseloomustav suurus. Tuumareaktsioon aatomituumade muundumine põrkumisel mingi elementaarosakese või teise tuumaga ja radioaktiivne lagunemine. Nähtust, kus reaktsioon põhjustab selle sama reaktsiooni jätkumist naaberaatomitel nim ahelreaktsiooniks. Paljunemistegur Kriitiline mass vähim tuumkütuse mass, milles tuumalõhustumine saab toimuda iseseisva ahelreaktsioonina. Ülekriitiline mass paljunemistegur k on suurem kui 1. Tuumareaktor toodab plutooniumi või uraani aatomi tuuma lõhustamisel kõigepealt soojust ning siis elektrienergiat. Teised rakendused on näiteks vabade neutronite tootmine (näiteks materjalide uurimiseks) ning teatud radioaktiivsete nukliidide tootmiseks, näiteks meditsiinilisel otstarbel. Termotuumareaktsioon
kindlat kütuseliiki kasutavast tuumareaktorist. Neutronkiirgus tekib peaaegu igasugusel raskete tuumade lõhustumisel. Oma läbitungimisvõime poolest paiknevad prooton- ja neutronkiirgus - ja -kiirguse vahel. Looduslikus uraanis on kaks isotoopi. Chadwicki eksperiment, milles berülliumi ja heeliumi tuumade põrkel tekkis süsiniku tuum, on üks näide tuumareaktsioonidest. 235U lõhustub kiirete neutronite toimel ja tekib ahelreaktsioon. Juhutavad tuumareaktsioonid toimuvad sel juhul, kui paljunemistegur (järgneva põlvkonna neutronite arv jagatud eelneva põlvkonna neutronite arvuga) võrdub ühega. Kui paljunemistegur on suurem kui 1, toimub tuumapommi plahvatus. Kui paljunemistegur on väiksem kui 1, jääb reaktor seisma. Tuumapommis paikneb lõhustuv aine kahes osas, mis mõlemad on parajasti nii väikesed, et juhuslikul tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid valdavalt väljuvad ainest uusi tuumi tekitamata. Kriitilise massi
15. Mida nimetatakse tuumareaktsiooniks? Tuumareaktsioon on kahe aatomituuma või elementaarosakese ja aatomituuma kokkupõrge, mille tulemusena tekivad uued aatomituumad ja/või elementaarosakesed. 16. Millal räägime ahelreaktsioonist? Ahelreaktsioon tekib siis, kui reaktsioon põhjustab sellesama reaktsiooni jätkumist naaberaatomitel. NT võivad tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid uusi lõhustumisi esile kutsuda. 17. Mida iseloomustab neutronite paljunemistegur? Milline on selle väärtus tuumareaktsiooni erineva kulgemise korral? Paljunemistegur näitab kui mitu uut lõhustumist kutsuvad esile ühe tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid. N2/N1=k K=1-rahulik ahelreaktsioon tuumareaktoris. K 1-kustuv ahelreaktsioon. K 1-plahvatus 18. Mis on tuumakütuse kriitiline mass? Tuumakütuse kriitiline mass on tuumakütuse kogus mille korral ühe neutroni lõhustumisel tekib keskmiselt üks uus neutron ja tekkinud
-kiirguse omadused: neeldub 0,5m petoonis või paari cm paksuses pliis, läbitungimisvõime kõige suurem, magnet- ja elektriväljas kõrvale ei kaldu, inimesele äärmiselt ohtlik(rakutuumade lagunemine) 8. Mis on isotoobid. Kindla keemilise elemendi isotoobid on sama prootonite arvuga, kuid erineva neutronite arvuga aatomid. Osa isotope on püsivad, osa ebapüsivad ehk radioaktriivsed. 10. Mis on tuumareaktsioon, osakute seose energia, ahelreaktsioon, kriitiline mass, neutronite paljunemistegur. Tuumareaktsioon 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. Osakuste seoseenergia on energia, mida läheb vaja tuuma täielikuks lõhustamiseks tema koostisosadeks prootoniteks ja neutroniteks.
Tuumareaktsioonid jagunevad: Raskete tuumade lõhustumis e. ahelreaktsioonid. Kergete tuumade ühinemis e. sünteesireaktsioonid. 16.Millal räägime ahelreaktsioonist? Ahelreaktsioon on selline reaktsioon, mis säilib tema enda käigus vabaneva energia või osakeste abil. Parimaks ahelreaktsiooni põhjustajaks on neutronid, sest neil puudub laeng. Nad tungivad tuuma ja mõjutavad seda tugevasti. Ahelreaktsiooni isel. Neutronite paljunemisteguriga. 17.Mida iseloomustab neutronite paljunemistegur? Milline on selle väärtus tuumareaktsiooni erineva kulgemise korral? Ahelreaktsiooni. Paljunemistegur näitab antud põlvkonna lõhustumisi põhjustanud neutronite arvu ja eelmise põlvkonna lõhustumisi põhjustanud neutronite arvu suhet. N2/N1=k K=1-rahulik ahelreaktsioon tuumareaktoris. K< 1-kustuv ahelreaktsioon. K>1-plahvatus 18.Mis on tuumakütuse kriitiline mass? Tuumakütuse minimaalset kogust, milles algab ahelreaktsioon nim. kütuse kriitiliseks massiks
Universumi struktuuri kujundamisel on esikohal gravitatsioniline vastastikmõju.Looduslikus uraani tuum neelab neutroneid ,kuid ei lõhustu.seetõttu ei saagi looduslikus uraanis alehreaktsiooni toimuda.Ahelreaktsiooni esilekutsumiseks on vaja 235U lõhustumisel vabanenud neutroneid aeglustada.Neutronite aeglustamine peab toimuma nii kiiresti,et nad ei jõuaks neelduda 238U tuumades.Neutronid ei tohi neelduda aeglustamiseks kasutatavas aines.Neutronite paljunemistegur võrdub ahelreaktsiooni antud lülis osalevate neutronite arvu ja sellele eelnevas lülis osalenud neutronite arvu suhtega.Kui k 1 ,siis neutronite arv ajas kas suureneb või jab samaks ning ahelreaktsioon toimub.Kui k 1,siis neutronite arv ajas väheneb ja ahelreaktsiooni ei toimu.Plutooniumi tootminePlutoonium on uraanil töötava tuumareaktori kõrvalprodukt.Kuna plutonium on on isegi parem tuumakütus kui 235U o plutooniumi avastamine oluline muutus tuumaenergeetikas
Teised energiaallikad on ammenduvad. Termotuumareaktsioon on saastevaba. 2.Millised komponendid tekivad uraani tuuma lõhustumisel? 1) 2 kildtuuma radioaktiivsed isotoobid 2) vabanevad 2-3 kiiret neutroni 3) vabaneb umbes 200 MeV energiat 4) tekib radioaktiivne kiirgus(eriti intensiivne gammakiirgus) 3.Mida nimetatakse ahelreaktsiooniks? Ahelreaktsioon- raskete tuumade lõhustumine,mille tagajärjel tekivad kergemad tuumad. 4.Mis on neutronite paljunemistegur ja kuidas ahelreaktsiooni kiirus sellest sõltub? Neutronite paljunemistegur võrdne ahelreaktsiooni mingi põlvkonna neutronite arvu suhtega eelmise põlvkonna neutronite arvusse ning näitab ahelreaktsiooni kiirust. Tähis- k Ahelreaktsiooni kiiruse sõltuvus : 1) k<1 siis ahelreaktsiooni ei teki,tekivad ainult mõned spontaansed tuumade lõhustumised. 2) k=1 siis algab ahelreaktsioon. 3) k<1.01 ja k>1 siis on ahelreaktsioon juhitav. 4) k>1
Neutronite eelis tuumareaktsioonidel: vastasmõju on väike, mõjutavad tuuma paremini. 12. Milles seisneb U-tuuma lõhustumine, mis tekivad, miks eralduvad neutronid? Tuuma lõhustumine on reaktsioon, kus tuum lõhustub neutroni toimel kaheks kildtuumaks. Uraani tuuma lõhustumisel tekivad: kaks kildtuuma, vabaneb 2-3 neutroni, tekib radioaktiivne kiirgus, vabaneb energia. Neutronid eralduvad, sest kildtuumad ei vaja nii palju neutrone. 13. Paljunemistegur, tema väärtused ning vastava ahelreaktsiooni nimetused? Paljunemistegur k: see on neutronite arvu suhe eelneva põlvkonna neutronite arvu. K < 1 lõhustumine peatub, k > 1 toimub juhitamatu lõhustumine(tuumapomm), k=1 toimub juhitav tuumareaktsioon (reaktor). 14. Tuumapomm: ehitus, tööpõhimõte, kahjulikud mõjud? Toimub juhitamatu ahelreaktsioon. Kaks alla kriitilise massi uraani tükki, lõhkeaine plahvatus tekitab ahelreaktsiooni. Radioaktiivsus,lööklaine, valguskiirgus 15
1. Mis on tuumajõud, nende omadused? 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
Tekib uus isotoop, reeglina ergastatud seisundis ja ebastabiilne. Ta laguneb, kiirates kas - või - osakese ja - kvante, mis omakorda võib osutuda radioaktiivseks. Looduses on kõige raskema tuumaga element uraan. Tuumade lõhustumine See on tuuma jagunemine kaheks. Ahelreaktsioon : tuuma lõhustumisel vabanenud neutronid kutsuvad esile uusi lõhustumisi. Näiteks : püssirohu plahvatamine, sest siin pole vajalik õhu juurdevool ja reaktsioon levib iseseisvalt suure kiirgusega. Paljunemistegur. 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 kohtamata. Suuremates ainekogustes läheb vähem neutroneid kaotsi. Nn. kriitilise massi puhul kasutatakse igast lõhustumisest tekkinud neutroneist ära keskmiselt üks uue lõhustumise tekitamiseks ja reaktsioon kulgeb muutumatu kiirusega. Pommi lõhkamiseks surutakse kaks
elementaarosakesed näiteks elektronid, neutriinod, kvargid ja footonid 2. Nähtused Luminestsents - aine poolt väljakiiratud valgus, mis ületab samale temperatuurile vastavast soojuskiirguse taset, kusjuures luminestsentsi tekkimiseks on vajalik mittesoojusliku energia juhtimine ainesse (valgusega kiiritamine, elektrivool, keemiline reaktsioon, elektronidega pommitamine) Tuumaplahvatus - raskete tuumade lõhustumise kontrollimatu ahelreaktsioon, mille kulgemist kirjeldab neutronite paljunemistegur (antud põlvkonna neutronite arv ja eelmise põlvkonna neutronite arvu suhe). Kui neutronite paljunemistegur on ühest oluliselt suurem, siis kulgeb reaktsioon üha ägedamalt ja väljub lõpuks kontrolli alt (toimub plahvatus). Pikkuse kontraktsioon - liikuva keha pikkuse lühenemine; tekib mistahes liikumise sihilise pikkuse puhul; põhjuseks on ümbritseva süsteemi liikumatus Annihilatsioon - protsess, mille käigus osake põrkub oma antiosakesega; tekib uus
9 4 12 1 II kunstlik Chadwick 4Be + 2 He ---- 6 C + 0n Neutroni avastamise reaktsioon ! (tähtis pommitamiseks, pole laengut, ta on suure läbitungimisvõimega, ei ioniseeri õhku). 1938- Hahn ja Strassmann- kirjeldasid uraani tuuma lõhustumise mudeli (hakkab venima, tuumakillud lendavad laiali suurte kiirustega, vabaneb uusi neutroneid, mis omakorda põhj uute tuumade lagunemise- AHELREAKTSIOON). Saab jätkuda, kui k(neutronite paljunemistegur) on suurem/võrdne 1-st. kriitiline mass- aine kogus, mille puhul tuumareaktsioon kontrolli all seisab seose energia- energia, mis kulub tuuma lõhkumiseks üksikuteks nukleonideks. Massidefekt- masside vahe, mis tekib tuumade lõhustumisel. Üksikute tuumaosakeste masside summa on alati suurem tuuma kui terviku massist. Zmp+Nmn(kõikide prootonite mass+ kõikide neutronite mass) on suurem mtuum.
puhul. 9.Massidefekt-tuumamass ei ole võrdne tuumas olevate prootonite ja neutronite summaga. Ta on sellest alati väiksem. 10.Tuumareaktsioon-tekivad uued keem. elemendid. Keem.reaktsioonil uued ained. 11.Ahelreak-Sellist nähtust, kus reaktsioon põhjustab sellesama reaktsiooni jätkamist naaberaatomile nim ahelreak. 12.Kriitiline mass-vähim mass, kus tuumareak. toimub veel rahulikul teel. 13.Massiarv-prootonite,neutronite koguarv tuumas. 14. Paljunemistegur-Kuna tuuma lõhustamisel tekib mitu uut neutronit, siis võib ahelreak käigus samaaegselt lõhustuvate tuumade arv järjest kasvada. Osakesi tuleb kogu aeg juurde ja nii mitu korda kui tuleb, nii suur on tegur. 15.Termotuumareak-sünteesireak kõrge temperatuuri toimel.Selleks on vaja umbes 100 miljoni kraadist temperatuuri.Eelised-termotuumareaktor suudab inimestele anda ammendamatu energiaallika, sest deuteeriumi varud on väga suured. Teiseks, termotuumaenergia on saastevaba. 16
Tuumalõhustumine toimub ahelreaktsioonina siis, kui igast lõhustunud aatomituumast vabanenud neutronid põhjustavad veel vähemalt ühe tuuma lõhustumise. Iga tuumalõhustumise tagajärjel vabaneb lisaks lõhustunud tuumapooltele veel 2-3 vaba neutronit. Osa neutronitest lendab tuumkütusest välja, osa neeldub tuumkütuse sees olevates lisaainetes (nn. neutronmürkides) ja ülejäänud leiavad uue tuumkütuse tuuma, mis neutroni neelamise järel lõhustub. 7. neutronite paljunemistegur 8. kriitiline mass - väikseim lõhustuva aine mass, mille puhul on võimalik iseeneslik aatomituumade lõhustumise ahelreaktsioon (tuumkütuse hulk, mille puhul iga tuumalõhustumine tekitab vähemalt ühe neutroni, mis algatab uue tuumalõhustumise). Kui lõhustuva aine mass on väiksem kui kriitiline mass, siis osa neutroneid väljub lõhustuvast ainest ilma, et kohtaks ühtegi uut tuuma ahelreaktsioon ei kujune plahvatuseks. 9. Tuumareaktor seade, mis juhib aheltuumareaktsiooni 10
kutsuda. Sellist nähtust, kus reaktsioon põhjustab sellesama reaktsiooni jätkumist, nimetatakse ahelreaktsiooniks. Ahelreaktsiooni näited Ahelreaktsooni näiteks võiks olla lõkke põlemine, sest põlemisel tekkinud soojus süütab üha uued kütusekogused. Veel parem näide on püssirohu plahvatamine, sest siin pole võimalik õhu juurdevool ja reaktsioon levib iseseisvalt suure kiirusega. Paljunemistegur Kuna tuuma lõhustumisel tekib mitu uut neutronit, siis võib ahelreaktsiooni käigus lõhustumiste sagedus järjest kasvada. Tekkigu näiteks ühel lõhustumisel kaks uut neutronit, mis mõlemad neelduvad teistes tuumades. Siis paljuneb reaktsioon suhtarvudes 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128... Selline ahelreaktsioon viib plahvatuseni, sest ta areneb väga kiiresti. Paljunemistegur tuumapommi näitel Vastavalt eelmisel
Isotoop element, keemilistelt omadustelt sama, füüsikalistelt erinevad. Radioaktiivse lagunemise seadus N=No*2-t/T (ühik rad.akt. osakest), No=m/M*Na (No-rad.aat. arv ajahetk, T-poolestusaeg, t-aeg). Radioaktiivsete ainete eluiga aeg, mille jooksul pool radioaktiivsusest kaob. Raskete tuumade lõhustumine ahelreaktsioon, lõhustumisel kasutatakse neutronitega pommitamist, eralduvad neutronid ja energia. Kriitiline mass aine vähim mass, kus reaktsioon toimub rahulikul teel. Paljunemistegur antud põlvkonna ja eelmise põlvkonna neutronite arvu suhe. Tuumareaktor osad peegeldi,kaitse,aeglusti,vardad, ülesanne juhitav ahelreaktsioon. Sünteesireaktsioonid kergete tuumade ühinemisreaktsioonid, vaja kõrge temperatuur. Tuumafüüsika rakendusi energia tootmine, isotoopide ainete saamine, sõjategevus, rakettide kütus, meditsiin, arheoloogia. Kiirguse kahjulikkus mutatsioonid, surm, mõõtmine aktiivsus, kiirgus, neeldumine,bioloogiline
A Becquerel; keemiliste elementide aatomituumade iseeneslik lõhustumine, mille käigus vabaneb radioaktiivne kiirgus ja tuumad võivad muutuda teiste elementide tuumadeks Mis on poolestusaeg:aeg,mille jooksul antud isotoobi kogus väheneb radioaktiivse lagunemise tõttu kahekordselt. Mis on isotoop:Ühe elemendi erineva massiarvuga tuumad.(võib olla erinev neutroni arv) Kriitiline mass on minimaalne aine mass, mis on vajalik ahelreaktsiooni kaivitamiseks. Paljunemistegur- Ühe tuuma lõhustumisel tekib 2neutroni, mis mõlemad neelduvad ainekoguse teistes tuumades, kutsudes esile vastavalt 2 uut õhustumist.(nt2;4;8;16etc )Millised on Tuumareaktori põhiosad ja ülesanne? Põhiosad: soojusvaheti, soojuskandja, juhtvardad,varje ,tuumkütus, aeglusti Ülesanne: Tuumade lõhustumise ahelreaktsioon kasuliku energia tootmiseks, selleks kasutatakse tuumareakt
Ahelreaktsioon reaktsioon, mis põhjustab ise enda jätkamist, toimub raskete tuumade lõhustumine Võrrand: n + 92 U 56 Ba + 36 Kr + 3n 235 141 92 Neutronite paljunemistegur võrdub ahelreaktsiooni antud lülis osalevate neutronite arvu ja Nn sellele eelnevas lülis osalenud neutronite arvu suhtega. Valem: k= N n -1 ; tähis: k Kildtuum moodustub tuuma deformatsiooni lõpptulemusena, on radioaktiivsed. Tuumareaktor Reaktsiooni alustamiseks tõstetakse juhtvardad osaliselt aktiivtsoonist välja. Kui on saavutatud planeeritud võimsus, tagatakse k=1-ga, et ahelreaktsioon ei areneks
moodustab 1/140 looduslikust uraanist. Selle eraldamiseks kasutatakse rikastustehaseid. Ahelreaktsioon - U-235 pommitades neutroniga, neutron lööb U-235 2-ks kildtuumaks ja tekib krüptoon, baarium; lisaks eraldub 2-3 neutronit ja energia, kuna kildtuumade eriseosenergia on suurem uraanist. Kui eraldunud neutronid kohtuvad uute U-235'ga, tekivad uuesti kildtuumad ja ahelreaktsioon jätkub. Lõpptulemus: tohutu energia eraldumine (aatompomm). Neutronite paljunemistegur - teatud tasemelt väljunud neutronite arvu ning seda taset põhjustanud neutronite arvu jagatis. k>1 (plahvatuslik - tuumapomm), k=1 (juhitav - tuumareaktor), k<1 (sumbub) Reaalses ahelreaktsioonis ei kohtu iga neutron uue aatomiga. Osa kohtuvad kildtuumaga, mis imevad nad endasse; osa väljub ainepinnast. Tavaliselt pole tegemist 100% U-235'ga, seega U-238'ga kohtudes reaktsiooni ei toimu. Osade neutronite kiirus pole piisav tuuma lõhustamiseks. Kriitiline mass - tuumapommi materjali min
rohkemaks) kergemaks, enam-vähem võrdse suurusega tuumaks. Seejuures kiirgab ta 2-3 neutronit ja suur hulk energiat. Lõhustumisel kasutatakse tuumade pommitamiseks aeglaseid neutroneid. Kiired neutronid ei suuda lohustumist esile kutsuda. Voib muutuda ahelreaktsiooniks, kui lohustumise tagajarjel tekkinud neutronid kutsuvad esile uusi lohustumisi. Leiab aset tuumareaktoris, aatompommis. Ahelreaktsiooni käiku mõjutab neutronite paljunemistegur k. 5. Erineva energiaga neutronite reaktsioonid tuumaga. Tuumalagunemise mehhanism. Silmapilksed, resonants ja hilinevad neutronid. Tuumalagunemisel vabanev energia. Reaktori jääkenergiaeraldus. Tuumakillud. 3 Tuumalagunemisel vabanev energia: Silmapilksete גHilinevate ג Tuumakildude kvantide kvantide Neutronite β osakeste Antineutronite kin
Uraani kasutatakse ahelreaktsiooni tekitamiseks seetõttu, et just raskete tuumade lõhustumisel vabaneb palju en, sest nende soseenergia on suur nukleoneid palju Ahelreaktsioonidel tekkinud en saab kasutada, kui reaktsioon on juhitav, st ei toimu plahvatust Selleks peab neutronite hulk, mis põhjustavad tuuma lõhustumise, suurenema aeglaselt nii, et ühe põlvkonna neutronite arvu suhe eelmise põlvkonna neutronite arvusse (paljunemistegur) olema vaid veidi 1st suurem Selleks on vaja kriitilise massiga Uraani, milles reaktsiooni juhitakse nn juhtimisvarrastega, mis neelavad ülearused neutronid Mitte juhitav suure paljunemisteguriga ahelreaktsioon toimub tuumapommis, juhitav aga tuumarektsioonis
20. Mida nimetatakse massiarvuks? Massiarv on prootonite ja neutronite koguarv tuumas. 21. Mis tekib raske tuuma lõhustumisel? Raske tuuma lõhustumisel tekib mitu väiksema jrk numbri ja massiaarvuga tuuma. 22. Kirjelda raskete tuumade lõhustumist. Raskete tuumade lõhustumist nimetatakse ahelreaktsiooniks, kuna raskete tuumade lõhustumisel võivad vabanenud neutronid põhjustada järgmiste uraanituumade lõhustumist. 23. Selgita mõistet neutronite paljunemistegur. Tuuma lõhustumisel tekib mitu uut neutronit, siis kasvab ahelreaktsiooni käigus lõhustuate tuumade arv, teineteisele järgnevate lõhustumiste arv kasvab kiiresti ja tulemuseks on plahvatus. Uute tuumade tekkel tekib palju neutrone ja lõhustumiste käigus neutronite arv kasvab, seda nimetataksegi paljunemisteguriks. 24. Miks ehitatakse termotuuma- ehk vesinikupomme selle asemel, et suurendada tavalise tuumapommi võimsust?
hakkavad välja paiskama tuuma kilde milleks on heeliumi tuumad.mida nim tuumareaktsiooniks? Nim tuumadega toimuvaid muutusi mida põhjustab vastastikmõju teiste tuumade või elementaarosakestega.neid võid olla kahesuguseid:kas energiat vabaneb,kui tuumad ühilduvad või eraldub,kui tuumad lõhustuvad.Ahelreaktsioon- on reaktsioon mida põhjustavad osakesed tekivad tema enda reaktsiooni käigus.Põhjustab energia. Mida iseloomustab neutronite paljunemistegur? Milline on selle väärtus tuumareaktsiooni erineva kulgemise korral? Iseloomustab ahelreakeaktsiooni. Tekkigu näiteks ühel lõhustumisel kaks uut neutronit, mis mõlemad neelduvad teistes tuumades. Siis paljuneb reaktsiooni suhtarvudes 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. selline ahelreakt. Viib plahvatuseni sest see areneb väga kiiresti. tuumakütuse kriitiline mass- on kütuse minimaalne kogus,milles algab ahelreaktsioon. U235 50kg. Kuidas saavutatakse tuumapommi lõhkamine
hakkavad välja paiskama tuuma kilde milleks on heeliumi tuumad.mida nim tuumareaktsiooniks? Nim tuumadega toimuvaid muutusi mida põhjustab vastastikmõju teiste tuumade või elementaarosakestega.neid võid olla kahesuguseid:kas energiat vabaneb,kui tuumad ühilduvad või eraldub,kui tuumad lõhustuvad.Ahelreaktsioon- on reaktsioon mida põhjustavad osakesed tekivad tema enda reaktsiooni käigus.Põhjustab energia. Mida iseloomustab neutronite paljunemistegur? Milline on selle väärtus tuumareaktsiooni erineva kulgemise korral? Iseloomustab ahelreakeaktsiooni. Tekkigu näiteks ühel lõhustumisel kaks uut neutronit, mis mõlemad neelduvad teistes tuumades. Siis paljuneb reaktsiooni suhtarvudes 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. selline ahelreakt. Viib plahvatuseni sest see areneb väga kiiresti. tuumakütuse kriitiline mass- on kütuse minimaalne kogus,milles algab ahelreaktsioon. U235 50kg. Kuidas saavutatakse tuumapommi lõhkamine
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 Toimub raskete tuumade lõhustumisel. Reakt-i kulgemist erinevus seisneb laengus. 5.Antiosakese laeng on kirjeldab neutronite paljunemistegur. Mida suurem see on, vastandmärgiga. 6.Kvargi ,,värv" tähendab tema laengut, seda ägedamalt reakt kulgeb. Tuumade lõhustumise ahelreakt erinevaid ,,värve" on 6. 7.Kosmilised kiired sisaldavad on rakendatav ka kasuliku energia tootmiseks. Tuumapommi prootoneid, alfaosakesi, raskete elementide tuumasid. lõhkamisel surutakse töötava aine 2 poolkerakujulist tükki Osakesed jõuavad u 1000 km kõrgusele Maast(poolustel
Lisaks tekib tuumalõhustumisel ka paar-kolm vaba neutronit ja eraldub gammakiirgust. Termotuumareaktsioon on tuumareaktsioon, kus kergemate aatomituumade tuumaühinemise tulemusel kõrge temperatuuri(10 miljonit kraadi) ja rõhu juures tekivad raskemad aatomid. Poolestusaeg on aeg, mille jooksul pooled vastava isotoobi tuumadest on lagunenud. Tuumareaktor on seade, kus rakendatakse tuumade lõhustumise ahelreaktsiooni energia tootmiseks. Neutronite paljunemistegur võrdub ühega s.t reaktsiooni kiirust hoitakse 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,
reaktsioon kulgeb ahelana edasi (lõpuni). Tekib juurde järjest uusi lõhustumisvõimelisi neutroneid. Ahelreaktsiooni käigus tekib kõrge radioaktiivsusega vaheprodukte, mille laguneminel tekib lisaenergiat, mis omakorda aitab reaktsiooni üleval hoida. Looduslikus uraanis on ainult 0,7% lõhustuvat isotoopi U-235, ülejäänud 99,3% on mittelõhustuv U-238.Tuumareaktorites kasutatav uraanimaak rikastatakse. Ahelreaktsiooni käiku mõjutab neutronite paljunemistegur k. k 1 - neutronite arv ajas kas suureneb või jääb samaks (ahelreaktsioon toimub). k < 1 neutronite arv ajas väheneb (ahelreaktsiooni ei toimu). Ahelreaktsioonides kasutatakse uraani isotoobi ja plutooniumi isotoobi tuumasid, sest lõhustuvad hästi neutronite toimel. Lõhustumisel vabanev energia on kildtuumade liikumise kineetiline energia. Kriitiline mass - ahelreaktsioonis piisava arvu neutronite saamiseks vajalik aine kogus - uraanil umbes 15 kg. Tuumareaktor 1942
põhjustavad nn vahepealsed neutronid, mille energia on 0,1keV kuni 0,1MeV. 5) Aeglaste (soojuslike) neutronitega reaktor tuumareaktor, milles tuumkütuse lõhustumist põhjustavad peamiselt aeglased neutronid. Nendes kasutatakse aeglusteid (vett, grafiiti, rasket vett), mis vähendavad neutronite energia ligikaudu 0,03eV-ni. 6) Rikastatud uraaniga reaktor tuumareaktor, milles kasutatavat tuumkütust on rikastatud uraaniga-235. Rikastatud kütuse kasutamise korral suureneb neutronite paljunemistegur niivõrd, et vähe neutroneid neelavate spetsiaalsete materjalide asemel on reaktori ehitamisel võimalik kasutada veidi rohkem neutroneid neelavaid materjale, näiteks roostevaba terast, aeglustina aga on rakendatav harilik vesi. Lisaks sellele vähendab suurem uraani-235 sisaldus tuumkütuse kriitilist massi ja seetõttu ka reaktori mõõtmeid. 7) Nullvõimsusega reaktor tuumareaktor, mille võimsus on nii väike, et ei ole tarvis
Looduslikult eksisteerib väga vähe, tehislikult toodetakse tuumareaktori jääkproduktidest. Tema eraldamine on kergem kui U-235 ja seetõttu kasutatakse teda tänapäeval põhimaterjalina tuumapommides. Tuumareaktor Algselt saadi tuumaenergia kätte plahvatuslikult tuumapomm(k suurem kui 1). Hiljem õpiti energiat kätte saama pideva protsessina, mis väljendus tuumareaktoris. Selleks, et energia eralduks pidevalt peab neutronite paljunemistegur k=1. Piltlikult öeldes tuleb reaktsioonist väljuvatest 2-3st neutronist lubada edasi reageerida ainult ühel. Reaktoris osa neutroneid aeglustatakse (raske vesinik) niivõrd, et ta ei ole suuteline U- 235 lõhustama. Reaktoris ei pea olema puhas U-235, vaid ta on väikese protsendiga U-238 sees. U-238 poolt neelatakse samuti suur osa neutroneid (hea plutooniumi tootmiseks). Täpsemaks reguleerimiseks kasutatakse nn reguleerimisvardaid. JOONIs
Tuumareaktsioonil tekivad uued keemilised elemendid 7 N 14+ 2He4 8O17 + 1H1 1919 Rutherford Parim vahend tuumareaktsiooni tekitamiseks on neutron, kuna neutronil puudub laeng ja seetõttu liitub ta tuumaga kergesti. Ahelreaktsioon Tekib tuuma lõhustumisel, kuna tuuma lõhustumise käigus vabaneb 23 neutronit TUUM neutron Kui neutronite paljunemistegur neu n KILD k<1, reaktsioon lakkab k>1, o KILD t ron utr toimub plahvatus. k=1, on ne reaktsioon juhitav Ahelreaktsioonil vabaneb suur hulk TUUM TUUM energiat
kohtamata. Kui suurendada ainekoguseid, siis nn. kriitilise massi juures kasutatakse igast lõhestumisel tekkinud neutronist ära keskmiselt üks uue lõhestumise tekitamiseks.Reaktsioon kulgeb siis muutumatu kiirusega. Pommi lõhkamiseks surutakse kaks poolkerakujulist ruumikogust plahvatuse abil kukku suuremaks kehaks, mille mass on ülekriitiline. Siis neeldub nii palju neutroneid, et nende hulk kasvab kiiresti tekib ahelreaktsioon. Seda iseloomustab paljunemistegur, mis näitab, kui palju neutroneid tekib ühel lõhestumisel.Tuumakütuseks kasutatakse uraani isotoopi U - 235, mida saadakse loodusliku U - 238 rikastamisel, st. U - 235 osakaalu tõstmisel. See protsess on kulukas ja keeruline. leksikon: alakriitilineja kriitiline mass. 1 2) Sünteesreaktsioonil ehk kergete tuumade ühinemisreaktsioonil tekib raskem, stabiilsem
21. Mida nimetatakse poolestusajaks? Poolestusaeg on aine lagunemise kiirust iseloomustav suurus. 22. Mille poolest erineb tuumareaktsioon keemilisest reaktsioonist? Tuumareaktsioonides tekivad uued keemilised elemendid. 23. Mida nimetatakse ahelreaktsiooniks? Ahelreaktsioon on ühe ja sama reaktsiooni jätkumine naaberaatomitel. 24. Mida nimetatakse kriitiliseks massiks? Kriitiline mass on suure ainekoguse neutronite uut lõhustuvat neutronit esilekutsuv neutron, paljunemistegur on võrde ühega ja kord alanud reaktsioon jätkub muutumatu kiirusega. 25. Kirjelda lühidalt tuumareaktori töö põhimõtet? Reaktor toodab suurel hulgal mitmesuguseid radioaktiivseid isotoope, need kogunevad kütuse massis, kust nad vajaduse korral peale töötsükli lõppu eraldatakse. Tuumareaktoreid kasutatakse kui intensiivse neutronkiirguse allikaid teadusliku uurimistöö, materjalide ja detailide sisestruktuuri vaatlemise ja isotoopide tootmise tarbeks. 26
seoseenergia. See energia vabaneks, kui antud tuum neutronitest ja prootonitest "kokku panna". E = 1/12 moc . M . c2 , kus moc= 1,995 . 10-26 - süsiniku aatomi mass c = 3 . 108 m/s 256. Tuumareaktsioonideks nim. kas tuumade endi vôi tuumade ja muude elementaarosakeste vastasmôju tulemusena tekkivaid lagunemisreaktsioone, millega vôib kaasneda nii energia neeldumine kui ka vabanemine. N14 + He4 _> O17 + H1 U235 + n1 _> Kr91 + Ba142 + 3n1 257. Neutronite paljunemistegur on suhe antud pôlvkonna ja eelmise pôlvkonna neutronite arvu vahel ( k = N1 / N ) , mis uraanituumade lagunemisel vabanevad. Kui k > 1 tekib plahvatus. Rahuliku tuumareaktsiooni kulgemiseks peab k = 1 ; k suureneb, kui isotoobid U235 ja U238 , neelates neutroni, lagunevad. Kui aga lagunemist ei järgne, siis uusi neutroneid juurde ei teki. Osa neutroneid neeldub tuumareaktori konstruktsioonielementides vôi lendab tuumakütuse piirkonnast välja. Viimased kolm asjaolu vähendavad k-d. 258
annaabi.ee 
