Peeter Tamm Radioaktiivse kiirguse registreerimine REFERAAT Matemaatika-Loodusteaduskond Füüsika eriala Tallinn 2010 SISUKORD SISSEJUHATUS.................................................................................................................................3 1. AJALUGU.......................................................................................................................................4 2. IONISEERIV KIIRGUS..................................................................................................................4 3. KIIRGUSE LIIGID.......................................................................................................................4-6 4. DOSIMEETRIA ALUSED...........................................................................................................6-7 5. KIIRGUSMÕÕTMISE MEETODID...........................................................................
alumiiniumilehest. Radioaktiivsuse liigid Gammakiirgus ● Koosneb suure energiaga gammakvantidest ● Inimesele ohtlikuim tänu suurele läbimisvõimele ● Kuna gammakvandil puudub elektrilaeng, siis nad elektromagnetväljas ei pidurdu. ● Varjestamiseks on vaja suure aatomnumbriga materjale, näiteks kasutatakse pakse pliiplaate. Radioaktiivsuse liigid Neutronkiirgus ● Tekib aatomituumade spontaansel lahustumisel ● Ohtlikeim liik - tungib 10x sügavamale kui gammakiirgus ● Suure kiirusega liikuv neutron neeldub aatomituumas ● Parimad neelajad on ained, mille ühe võrra suurema neutronite arvuga isotoop on energeetiliselt tasemelt võimalikult lähedal varjestajas kasutatud isotoobile. Kasutusviisid - meditsiin ● Haiglad, arstid ja hambaarstid kasutavad mitmeid radioaktiivseid materiale erinevate haiguste diagnoosimiseks, jälgimiseks ja ravimiseks. ● Praeguseks on 10 ameeriklasest 7 käinud kas
) Tuumaelektrijaamades kasutatakse ära tuumade lõhustumise tagajärjel vabanev energia. Reaktoris luuakse tuumaenergia tootmiseks kontrollitud ahelreaktsioon, kus energia vabaneb soojusena. Seda kuumutatakse ja tekkinud auru abil pannakse tööle elektrienergia tootmiseks kasutatavad turbogeneraatorid. Kontrollitud ahelreaktsiooni käigus pommitatakse suure massiarvuga tuumi aeglustatud neutronitega, protsessi tulemusel liitub neutron tuumaga, põhjustades viimase ergastatud oleku.. Tuumajõudude tõttu lõhustub ergastunud tuum kaheks erineva massiga osaks (kildtuumaks), põhjustades nii kahe uue isotoobi tekke. Mis on isotoop ja mis sellega tehakse? Isotoop-Mingi keemilise elemendi isotoobid on selle aatomite tüübid, mis erinevad massiarvu (A) poolest. Esimesi katseid radioaktiivsete isotoopidega hakati tegema 1935. aastal kui
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
Spekter - Mingeid objekte iseloomustava füüsikalise suuruse väärtuste kogum ja nende väärtuste jaotus paljudest sellistest objektidest koosnevas süsteemis Tsooniteooria - teooria, mille kohaselt võivad aatomi (molekuli, kristalli) elektronid eksisteerida ainult teatud kindlatel energiatasemetel, mille vahel võib olla keelutsoon; juhtidel keelutsoon praktiliselt puudub, dielektrikutel on ulatuslik keelutsoon Radioaktiivsus - ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneselik lagunemine, millega kaasneb radioaktiivne kiirgus; samuti ebastabiilsete elementaarosakeste (nt neutron) lagunemine; samuti igasugune tuumade võime iseeneslikult kiirata Termotuumareaktor - seade, millega tekitatakse kontrollitud termotuuma- reaktsiooni; hetkel sellist seadet ei eksisteeri, mis annaks rohkem energiat, kui esialgse reaktsiooni esilekutsumiseks üldse kulus Tuumareaktor - seade, millega tekitatakse kontrollitud tuumareaktsioon; levinud on
orbiitidel elektronid d. Bohri planetaarne mudel keskel tuum (+), elektronid (-) tiirlevad ümber tuuma erinevatel orbiitidel ühel ja samal tasapinnal, ühel orbiidil võib olla ka mitu elektroni e. Kaasaegne pilvemudel - Tuuma ümber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev 2. Sõnasta Bohri 2 postulaati. 1. Elektron liigub aatomis teatud kindlatel lubatud orbiitidel. Lubatud orbiidil liikudes aatom ei kiirga. 2. Elektroni üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele aatom kiirgab või neelab valgust kindlate portsjonite kvantide kaupa. 3. Millistest osakestest koosnevad aatomituumad? Kuidas on nende osakeste ühine nimetus? Aatomituumad koosnevad prootonitest ja neutronitest - nukleonidest 4. Mida näitab keemilise elemendi järjekorranumber Z? Mida massiarv A? Z prootonite arv tuumas, A tuuma massiarv, A=N+Z 5. Mis on isotoobid
tiirlevad erinevatel orbiitidel elektronid d. Bohri planetaarne mudel keskel tuum (+), elektronid (-) tiirlevad ümber tuuma erinevatel orbiitidel ühel ja samal tasapinnal, ühel orbiidil võib olla ka mitu elektroni e. Kaasaegne pilvemudel - Tuuma ümber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev 2. Sõnasta Bohri 2 postulaati. 1. Elektron liigub aatomis teatud kindlatel lubatud orbiitidel. Lubatud orbiidil liikudes aatom ei kiirga. 2. Elektroni üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele aatom kiirgab või neelab valgust kindlate portsjonite kvantide kaupa. 3. Millistest osakestest koosnevad aatomituumad? Kuidas on nende osakeste ühine nimetus? Aatomituumad koosnevad prootonitest ja neutronitest - nukleonidest 4. Mida näitab keemilise elemendi järjekorranumber Z? Mida massiarv A? Z prootonite arv tuumas, A tuuma massiarv, A=N+Z 5. Mis on isotoobid
.................................................................... 5 LIIGID.................................................................................................................................... 5 Alfakiirgus ().....................................................................................................................5 Beetakiirgus ().................................................................................................................. 5 Gammakiirgus ()............................................................................................................... 6 Röntgenkiirgus (x-kiired)....................................................................................................6 Neutronkiirgus ().............................................................................................................. 6 Kosmiline kiirgus........................................................................................
Tuumafüüsika Millega tegelevad tuumafüüsikud? Tuuma ehitus Tuumareaktsioonid Radioaktiivsus Kiirgus Termotuumareakt sioonid 2 Tuuma mõõtmed Tuum on kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. Aatomi läbimõõt 1010m Tuum on umbes 100 000 Tuuma läbimõõt 1015m korda väiksem kui aatom Tuuma on koondunud suurem osa aatomi massist. Tema suurust mõõtis esmakordselt E. Rutherford 1911. aastal. 3 Tuuma koostisosakesed 4 1913.a. Tuuma koostisosakesed nukleonid 1920.a. Prooton Neutron Prootonite arv tuumas Tuuma "täiteaine" määrab keemilise Elektriliselt elemendi. neutraalselt laetud Prooton on positiivselt
GAMMAKIIRGUS Gammakiirgus on kõige lühema lainepikkusega ja seega suurima sageduse ning energiaga elektromagnetiline kiirgus. Gammakiirgus koosneb gammakvantidest ehk suure energiaga (üle 100 keV) footonitest. Gammakiirgus tekib tuumaprotsessides, mõne teist tüüpi radioaktiivse kiirguse teisese kiirgusena ning elementaarosakeste annihileerumisel. [2] Gammakiirgus tekib tähtedevahelises ruumis kihutavate vesiniku aatomi tuumade ehk prootonite põrkumisel üksteisega. Kaks kokku põrkavat prootonit moodustavad uue osakese, mille nimi on piion ehk -meson. Piion aga laguneb momentaalselt kaheks gammakvandiks ehk gammakiirguse footoniks. Mustade aukude ümber olevas gaasikettas võib energia
1.Aatomi ehituse kvantitatiivse teooria loomisel, mis võimaldaks selgitada aatomite spektrite seaduspärasusi, avastati uued mikroosakeste liikumise seadused kvantmehaanika seadused. Thomsoni mudel oli esimene välja pakutud aatomimudel. Thomson oletas, et positiivne laeng täidab ühesuguse tihedusega kogu aatomi ruumala. Lihtsaim aatom, vesiniku aatom, kujutab endast positiivselt laetud kera raadiusega umb 10 astmel -8cm, mille sees asub elektron. Keerukamates aatomites asub positiivselt laetud kera sees mitu elektroni. Aatom sarnaneb keeskiga, milles rosinate rollis on elektronid. Rutherfordi katsed. Elektronide mass on aatomite massist tuhandeid kordi väiksem. Kuna aatom on tervikuna nautraalne, siis langeb järelikult aatomi massi põhiosa aatomi positiivsele laengule. Ta soovitas aatomi
poolest. Tuumafüüsikas kasutatakse isotoopide jaoks tähistust 42He, kus alumine indeks näitab tuumalaengut (prootonite arvu, järjekorranumbrit perioodilisuse tabelis) ja ülemine number näitab tuumas sisalduvate prootonite ja neutronite koguarvu. Vesinikul kolm isotoopi: vesinik 11H tuum koosneb ainult ühest prootonist. Vesiniku teist isotoopi 2 1H nimetatakse deuteeriumiks ja tema tuumas on lisaks ühele prootonile ka üks neutron. Vesiniku kolmas isotoop 31H on triitium, mille tuumas on üks prooton ja kaks neutronit. Triitiumi tuum on ebastabiilne, sest prootonid ja neutronid ei ole tasakaalus. Tuumaenergia Aatomituumad koosnevad prootonitest ja neutronitest, kuid tuuma mass on alati väiksem kui üksikute prootonite ja neutronite masside summa. Selle erinevuse (massidefekti) tekitab tuumaosakesi koos hoidev seoseenergia.
*1896 tegi Henri Becquerel avastuse, et uraan kiirgab mingisuguseid nähtamatuid kiiri. Ta nimenat selle kiirguse uraankiirteks *Umbes samal ajal avastasid Marie ja Pierre Curie, et nn uraanikiired on omased ka mõnedele teistele ainetele ( nt tooriumile) ja nad nimetasid need kiired ümber radioaktiivseks kiirguseks *1898a. Avastas abielupaar Curie veel ühe radioaktiivse elemendi polooniumi ja raadiumi *1911a. avastas E. Rutherford oma katsete käigus aatomituuma *1939a. avastasid Otto Hahn ja Fritz Strassmann er uraani isotoobi 235 tmm lõhustub aeglaste neutronite mõjul, kiirates välja energiat ja veel 2-3 neutronit, mis on omakorda võimelised teisi uraanituumi lõhustama, tekitades nii ahelreaktsiooni. See avastus avaski tee tuumaenergia kasutamisele, mida hakati ka kiiresti realiseerima. Esimene tuumapomm lõhati 16.juulil USA-s New Mexico kõrbes. 6. augustil 1945 visati pomm Hiroshimale ja 3 päeva hiljem Nagasakile
TUUMAFÜÜSIKA KONSPEKT Uurimuste käigus on selgunud, et aatomi tuuma struktuur on väga keeruline ja see ei ole tänapäevani lõplikult selge. Aatomi tuum mõjutab otseselt elektronkatte struktuuri, sest see kujuneb tuuma positiivse laengu mõju väljas.Tuum valitseb oma elektrilaenguga elektrone tänu elektrilise mõju kaugeleulatuvusega. Aatomi kvantmehaanilises mudelis määrab üheselt elektronkatte kihilise struktuuri elektronide koguarv Tuum tervikuna määrab ära elektronide arvu aatomi elektronkattes ja nende asetuse valemiga 2 n 2 . Muus osas on aatom ja selle tuum täiesti eraldi vaadeldavad, sest neid eraldavad ruumilises ulatuses viis suurusjärku. Kui välja
200800 lx normaalsed toimingud 8003000 lx väga täpne töö 25. Valgustiheduse soovitatavad suurused kontoritöös Enamasti on sobivaim valgustatus ekraanil 200 lx, klaviatuuril 300 lx ja vaadeldavatel paberitel 400500 lx. Samas ei tohi unustada, et iga töötaja vajab individuaalset valgustust vastavalt eluviisile, silmadele ja tehtava töö iseärasustele. Töötaja vanuse suurenemisega kaasnevad ka nõuded paremale valgustatusele. 26. Defineeri mõiste ioniseeriv kiirgus, too näiteid Ioniseeriva kiirguse hulka loetakse kiirgust, millel on võime tekitada koes ioone (nt kiirgus, röntgenkiirgus, neutronkiirgus). Ioniseeriv kiirgus on energia siire otseselt või kaudselt ioone tekitavate osakeste või elektromagnetiliste lainetena, mille lainepikkus on 100nanomeetrit või lühem. Inimesel on kokkupuutevõimalus viit sorti ioniseeriva kiirgusega. Kolm neist , ja kiirgus pärinevad
muutumist. Tänu eelnevale keemilisele faasile tekivad ka biokeemilised muutused, mis algul ei ole nähtavad, kuid suurte kiirgusdooside puhuselt muutuvad jälgitavaks ja viivad rakkude surmani, mis võib massilise kahjustumise korral olla kogu organismi surma põhjuseks. Tekkinud mutatsioonide tõttu võivad ilmneda hilised somaatilised kahjustused, nt vähk, leukeemia, mõjutades organismi edasist elukäiku. Kui eluskoes neeldub ioniseeriv kiirgus, siis tekivad selles koes muutused, mille tulemuseks on - somaatilised mutatsioonid (põhjustavad vähiteket) - - geneetilised mutatsioonid (mõjutavad järeltulijaid) - - embrüo ja lootekahjustused, kui kiiritus toimub raseduse ajal - - kohene surm. Rääkides ajast – füüsikaline toimefaas on väga lühike, kestes nanosekundi. Energia neeldumisprotsess vallandab teised faasid, see tähendab, et kui energia on
Põhjus on sama, miks elektronid on üle kogu aatomi laiali jagunenud? Vastuse annab mitteklassikaline füüsika KVANTMEHAANIKA Tähtsaim osa on ENERGIAL Kehtivad ranged reeglid Siin on oma osa mitmel füüsikalisel suurusel. : 1. Osake saab omada vaid teatud kindlaid energiaväärtusi (lubatud energiatasemed) 2. Ühel energiatasemel saab olla vaid kindel piiratud arv osakesi (igal tasemel on see arv erinev) 2.tuuma jõud prooton neutron, Kuna nukleonid on neutraalse värvilaenguga, siis ei saa nende vahel olla tugevat vastasmõju (kuigi prootonid ja neutronid koosnevad kvarkidest, ei saa nad vahetada omavahel gluuoneid). Nukleonide vahelist jõudu vahendav osake peab ise olema samuti neutraalse värvilaenguga, kuid koosnema siiski kvarkidest, millel on värvilaeng.umajõud Prooton, 3. nucleon, Nucleon on kollektiivse nime kaks baryons: neutron ja prooton füüsikas
tulemusel moodustada keemilisi ühendeid (liitaineid). Liitaine koosneb kindla ehitusega molekulidest. Liitaine iga molekul sisaldab erinevate elementide aatomeid. See, milliste elementide aatomid millisel arvul molekuli kuuluvad, määrab liitaine keemilise koostise. Liitained on näiteks vesi, soolad, oksiidid ja orgaanilised ühendid. Näiteks vesi H2O on ühend elementidest vesinik H (2 aatomit molekulis) ja hapnik O (1 aatom molekulis). Eri elemendid võivad moodustada ka segu, näiteks sulami. Aine on mass. Mis tagab ainel sellise omaduse olemasolu see on on üks aine ehituse mõistatustest. (Bosonid Higginsi boson). Iga aine püüdleb Maa tsentri suunas. Albert Einsten 1879 1955 tõdes juba (!) 1905 aastal, et ka energial on mass seetõttu kaldub kiirgus (energia) massi suunas maailm ei ole lineaarne, vaid deformeeritud
3. Tugev ja nõrk vastastikmõju Tugev ja nõrk vastastikmõju esineb ainult mikromaailmas. Tugev vastastikimõju esineb kvarkide vahel ja on tingitud eriliste elementaarosakeste, gluuonite vahetamisest. See avaldub peamiselt tuumajõududena. Need on jõud, mis 7 hoiavad nukleone koos, kuid avalduvad ka tuumareaktsioonide korral. Selle mõjuraadius on väga väike, kuni 10-15 m ( 1 fermi), see on ka aatomituuma läbimõõdu suurusjärk. Tuumajõud esineb nii elektriliselt laetud kui laadimata osakeste vahel. Tuumajõud mõjuvad piiratud arvu osakeste vahel. See arv on määratud osakestega, mis jäävad mõjuraadiusesse. Tuumajõud on erilised veel sellepoolest, et suurematel kaugustel esineb tõmbumine, väiksematel (ca 10-16 m) tõukumine. Nõrk vastastikmõju esineb kõikide elementaarosakeste vahel. Selle mõjuraadius on veel väiksem, alla 10-17 m
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
