Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Radioaktiivsus ja kiirgus". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
tuumad, radioaktiivsus, tuumareaktsioon, ahelreaktsioon, isotoop, reaktor, tuumareaktsiooni, tuumapomm, nukleon, elektron, massidefekt, plahvatus, seoseenergia, lagunemine, kiirgusdoos, neutrone, massiarv, tuumareaktor, massiarvu, alfakiirguse, tuumalaeng, isotoobid, poolestusaeg, ioniseeriv, ekvivalentne, biodoos, seisumasside, laenguarvSeda massi vähenemist nimetatakse massidefektiks. 3) Mis on tuuma 1) seoseenergia, 2) eriseoseenergia, millise ühikuga seda mõõdetakse? – Tuuma 1) seoseenergiaks nimetatakse energiat, mis kuluks tuuma lõhkumiseks üksikuteks osadeks – prootoniteks ja neutroniteks. 2) eriseoseenergiaks nimetatakse energiat, mis kulub üksiku tuumaosakese eraldamiseks aatomituumast. 4) Kirjelda tuumareaktsioone: 1) raskete tuumade lõhustumisreaktsioon ehk ahelreaktsioon, 2) termotuumareaktsioon ehk kergete tuumade ühinemisreaktsioon? – Tuumareaktsiooniks üldiselt nimetatakse aatomituumade muundumisi vastastikmõjus teiste tuumadega või osakestega (prootonid, neutronid, alfaosakesed, footonid jne). Tuumareaktsioonidega kaasneb alati soojusefekt – st reaktsioonil eraldub või neeldub soojus, mis ületab miljoneid kordi keemilisel reaktsioonil (näiteks põlemisel) eralduva soojushulga
c. Rutherfordi õhupallimudel - keskel on positiivse laenguga tuum ja selle ümber 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?
c. Rutherfordi õhupallimudel - keskel on positiivse laenguga tuum ja selle ümber 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?
neutronite ja prootonite arv ligikaudu võrdne Raskemate elementide (Z > 30) stabiilsetes isotoopides muutub aga neutronite arv võrreldes prootonitega üha suuremaks, näiteks uraani isotoopis on 92 prootoni kõrval 146 neutronit. Isotoopide esinemissagedus ei ole ühesugune, enamasti domineerib üks või kaks isotoopi. Radioaktiivsus (kr k radius kiir) 1896 Antoine Henri Becquerel Marie ja Pierre Curie Uraan, raadium, poloonium Tuumade iseeneselik kiirgus Radioaktiivsus Radioaktiivsus on tuumade võime iseenesest kiirata. Radioaktiivset kiirgust on kolme liiki (liigitati läbitungimisvõime järgi) kiirgus läbib vaevalt paberilehe kiirgus võib läbi tungida kuni 3 mm alumiiniumilehest kiirgus läbib mitme sentimeetrise pliiplaadi kiirgus Heeliumi tuumade voog kiirgus elektronide voog kiirgus suure sagedusega elektromagnetlained Nende kiirguste tekkemehhanismi seletatakse
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. Tuumade seoseenergiat saab leida Einsteini valemiga
Kontrolltöö aatomi-ja tuumafüüsikast 1. Tuumafüüsika: tuuma ehitus, tuumajõud, nukleonid, seoseenergia (tuuma seoseenergia 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
See jõud on väikestel kaugustel palju tugevam kui tõukuv elektrostaatiline jõud prootonite vahel, kuid kaugemal kahaneb see peaaegu olematuks. 5. Mis määrab aatomi laenguarvu? Millega see veel seotud on? Laenguarvu määrab prootonite arv tuumas ehk tuuma laeng. See on ühtlasi ka elemendi järjekorranumber perioodilisuse süsteemis. 6. Mis on isotoobid, mis on neis ühesugust ja mis erinevat? Isotoobid on ühe elemendi erineva massiarvuga tuumad, ühesugune on neil prootonie arv, kuid erinev võib olla neutronite arv ja seega ka massiarv 7. Millised on stabiilse tuuma tingimused? 1. püsiva tuuma suurus on piiratud 2. tuum peab olema energeetiliselt põhiseisundis 3. tuuma energia peab olema antud osakeste arvu juures minimaalne. 8. Mida nimetatakse tuuma seoseenergiaks? Energia, mis vabaneb, kui üksikutest neutronitest ja prootonitest panna kokku mõni elemendi tuum. 9. Mida nimetatakse tuuma eriseoseenergiaks
KT 5 KORDAMINE 1. Milline on tuuma koostis: osakeste nimetused, laengud ja nende tähised? Prooton Z = 1 , Neutron N = neutraalne osake, laeng puudub 2. Mis on massiarv ja isotoop? Massiarv (A) on nukleonide koguarv. (Prootonid+neutronid) Isotoop- keemilise elemendi tuumad, milles prootonite arv on jääv, kuid neutronite arv võib muutuda. 3. Mis jõud on tuumajõud ja tuumajõu eripära? Tuumajõud tuumaosakeste vahel mõjub üks neljast vastastikmõju liigist. See on tugev vastasmõju, mis hoiab tuuma koos. Arvuliselt suur, kuid väikese mõjuraadiusega. 4. Mis on ja kelle poolt avastati looduslik radioaktiivsus? Loodusliku radioaktiivsuse avastas Becquerel, tehes katseid uraanisooladega.
*Kütuse küllus. Radioaktiivsete jääkide puudumine 10.Tähtedel võib termotuumareaktsioon, mille tulemuses on vesiniku muutumine heeliumiks, kulgeda mitut võimalikku ahelatpidi. Kas energiasaagis sõltub ka konkreetsest ahelast? *Ei sõltu. Tähtis on alg-ja lõpp-tuumade seoseenergia 9.Miks ehitatakse termotuuma- ehk vesinikupomme selle asemel, et suurendada tavalise tuumapommi võimsust? *Sest vesinikupommi plahvatus ületab sadu kordi tavalise tuumapommi võimsuse 8.Miks ei saa reaktor töötada ilma neelajata *Töötingimused reaktoris muutuvad pidevalt. Kütuse hulk väheneb. Neelajaga saab paljunemistegurit reguleerida. 7.Nimetaga 2 põhjust, miks ei saa ahelreaktsioon toimuda prootonite toimel. *Suurtes tuumades on alati neutronite ülekaal, lõhustamisel ei saa vabaneda prootoneid *Kulonilise tõukumise tõttu on prootonil vähe võimalusi läheneda uuele tuumale 6.Kuidas muutub tuumareaktsiooni iseloom, kui selle tekitamiseks rakendada järjest suurema energia prootoneid
jõud prootonite vahel, kuid kaugemal kahaneb see peaaegu olematuks. 5.Mis määrab aatomi laenguarvu? Millega see veel seotud on? Laenguarv väljendab tuumalaengu suurust elementaarlaengutes ja võrdub prootonite arvuga tuumas tuumas või elektronide arvuga aatomi elektronkattes. See on ühtlasi ka elemendi järjekorranumber perioodilisuse süsteemis. 6.Mis on isotoobid, mis on neis ühesugust ja mis erinevat? Isotoobid on sama elemendi erineva massiarvuga tuumad. Massiarvu erinevus tuleb erinevast neutronite arvust. Ühesugune on neil prootonie arv, kuid erinev võib olla neutronite arv ja seega ka massiarv 7.Millised on stabiilse tuuma tingimused? 1. Püsiva tuuma suurus peab olema piiratud. 2. Prootonite kui ka neutronite energiatasemed peavad olema täidetud alates madalamast 3. Reeglina on stabiilses tuumas neutroneid veidi rohkem kui prootoneid. 8.Mida nimetatakse tuuma seoseenergiaks?
Hiljem leidis need uuesti ja otsustas plaadi ilmutada. Tema üllatuseks oli näha, et aine kiirgas ise. Becquerel leidis seega,et uraan suudab õhku ioniseerida ning uraanist tulev kiirgus ajas ei muutu. Kiirgus on omane uraanile (elemendile) mitte ühendile. Ehk siis kõik ühendid kus on uraan on radioaktiivsed. Curie'd otsisid erinevaid aineid mis kiirgavad, leidsid ka täiesti uue keemilise elemendi polloonium. Võtsid kasutusele mõiste radioaktiivsus. Sõnastasid seaduspärasuse: kõik elemendid, mille aatomnumber (prootonite arv) on suurem kui 83, on radioaktiivsed. Hakati uurima kiirgust: kiirgusel lasti lennata läbi magnet- või elektrivälja. Kui panna kiirguse ette metallleht, siis - ja -kiirgused seda ei läbi, kuid -kiirgus läbistas isegi kuni 1 cm paksuse plii kihi. · Neutroni avastastamine Neutroni avastas 1932. aastal Chadwick. Ta avastas, et kui pommitada berülliumi
*-radioaktiivsus e -lagunemine: Kui tuum on ergastatud olekus , st 1 madalamaist energiatasemetest pole lõpuni täidetud, prootonite süsteemis on auk, siis langeb sinna prooton kõrgemalt tasemelt ja kiirgab -kvandi. kiirgus on kõige suurema läbitungimisvõimega ja seda kiirgust peatab u poole meetrine betoonikiht. *-lagunemine--kiirgus tekib siis, kui tuumas on neutroneid liiga palju.Neutron muutub prootoniks ja selle protsessi käigus tekib elektron. kiirgus on elektronide voog. Tekkiv uus tuum on ergastatud ja lagunemisega kaasneb ka -kiirgus. *-lagunemine--lagunemise käigus vabaneb tuumast -osake-see on heeliumi aatomi tuum. Juhtub see siis kui aatomi tuum on liialt suur. *radioakt.kiirgus on ohtlik ja kahjulik , sest kiirgus põhjustab tuumareaktsioone aatomites, millest koosnevad rakkude biomolekulid. Normaalsed aatomid muunduvad sobimatu aine aatomiteks,mis põhjustab elusorganismi hukkumise. 5
1. teema aatomifüüsika, aatomimudelid Aatomifüüsika käsitleb keemiliste elementide algosakestes - aatomites toimuvaid protsesse. Aatomifüüsika kitsamas mõttes tegeleb aatomite elektronkatete uurimisega; aatomituumas toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. 1. J. J. Thomson 1903. a. - esimese aatomimudel. Thomsoni aatomimudel kujutas endast sfäärilise sümmeetriaga homogeenset positiivset laengut, mille väljas liigub elektron. 2. Rutherfordi planetaarne aatomimudel 1911.a. Elektronid tiirlevad tuuma ümber, meenutab Päikesesüsteemi ehitust. Oli õige mittekiirgava aatomi suhtes. 3. Bohri aatomimudel 1913.a. Seotud Bohri postulaatitega. Selgitavad, millal aatom kiirgab, millal neelab valguskvante. Rutherfordi katse skeem A - osakeste allikas; K - märklaud (kuldleht);
tõmbejõududele. Prootonite vahel valitsevad tõukejõud. Neutronite vahel elektrilisi jõude pole. Tuumajõud on jõud, mis hoiavad prootonite ja neutronite tuumas koos. 12 Tuuma ehitus Tuum on kihilise ehitusega Tuuma osakesed asuvad teatud energiatasemel Selleks, et täielikult vabastada prooton tuumast on vaja anda energiat. Seda energiat mõõdetakse elektronvoltides (MeV) 13 Stabiilsed tuumad Tuuma stabiilsuse tingimused: 1. Püsiva tuuma suurus on piiratud 2. Prootonite kui ka neutronite energiatasemed peavad olema täidetud alates madalaimast 3. Neutronite arv peab olema natuke suurem kui prootonite arv. 14 radioaktiivsus Mis juhtub, kui tuuma üks madalamaist energiatasemetest pole lõpuni täitunud? (tuuma ei ole põhiseisundis) Kõrgemalt tasemelt langeb prooton madalamale tasemele.
summa on suurem lõpp-produktide seisumasside summast. Vastasel korral energia neeldub. Tuumareaktsioonide liigid on ka: · Raskete tuumade lõhustumine (nuclear fission) · Kergete tuumade liitumine (süntees) raskemateks tuumadeks (nuclear fusion) Ahelreaktsioon raskete tuumade lõhustumine aeglaste neutronite toimel. Tuumareaktsiooni Nagu keemilistel reaktsioonidel, peab ka siin olema võrrand tasakaalus - nii näide alumiste kui ülemiste indeksite summad peavad olema võrdsed mõlemal pool noolt või võrdusmärki. Tuumakiirgust ja selle · neeldumisdoos (ühik grei: 1 Gy = J/kg) näitab energiahulka
siseneb kambrisse, hakkab see vedelik trajektoori ulatuses keema 4) Fotoemulsiooni meetod - fotoemulsioonis lõhutakse aine osakesed ära. (fotograafia) Radioaktiivsuse lagunemine – Alfa lagunemine – tuumast heelium välja – alfa lagunemisel tekib uus keemiline element, mille tuuma mass on 4 suhtelise aatommassi ühiku võrra ja tuumalaeng 2 laenguühiku võtta väiksem, kui lähteelemendil Beeta lagunemine – elektron välja – tekib uus keemiline element, mille tuumamass on sama, kuid tuumalaeng ühe ühiku võrra suurem , kui lähteainel Poolestusaeg - Radioaktiivse aine poolestusaeg on aeg, mille jooksul aine aktiivsus väheneb pooleni esialgsest Tuumajäätmete radioaktiivsus Nihkereegel - alfa lagunemisel kaotab tuum laengu 2e ja tema mass väheneb nelja aatommassiühiku võrra. Selle tulemusena nihkub element perioodilisuse tabelis kahe koha võrra ettepoole
Stabiilne ja radioaktiivne tuum – stabiilne tuum püsib muutumatu, radioaktiivne tuum muundub iseenesest. Radioaktiivsus – radioaktiivsest tuumast vabanevat kiirgust nimetatakse radioaktiivseks kiirguseks. α-kiirgus – heeliumi tuumade voog, tekib siis kui radioaktiivse tuuma mass on liiga suur ja seetõttu tuum laguneb, kiirgus on väikese läbimisvõimega. Üldvalem: β-kiirgus – elektronide voog. Tekib siis kui tuumas on liiga palju neutroneid, neutron laguneb ning sellest tekib elektron, prooton ja neutriino, läbimisvõime suurem (neeldub plastikus, klaasis või metallkihis). Üldvalem: γ-kiirgus – suure energiaga elektromagnetkiirgus. Ergastatud tuum läheb põhiolekusse ning kiirgab γ- kvandi, kiirgus suure läbimisvõimega, neeldub paksus tiheda aine kihis (teras, plii, betoon). Üldvalem: Poolestusaeg – ajavahemik, mille jooksul pooled radioaktiivse aine tuumadest on lagunenud.
alfaosake = heeliumi tuum, massiarv 4, laeng 2. - kiirgus-beetaosakesed on elektronid, mis tekivad tuumast pärit neutroni lagunemisel elektroniks ja prootoniks.liikumisel ioniseerib õhuosakesi ehk tekitab uusi ja kiireid ioone.läbimisvõime on umb sada korda suurem kui alfakiirgusel, kuid siiski palju väiksem kui gammakiirgusel. Beetakiirguse peatamiseks on vaja õhukest metall- lehte.Beetakiirgus võib tekitada kiirgustõbe, vähki ja 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.
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 kg= 931,5 MeV Isotoop: keem.el teisend, mille aatomituumas on sama arv pr, kuid erinev arv neutr. 4) Seosenergia: nukl vastastikmõjuen. vastandväärtus.Võrdne tööga, mis kulub tuuma lahutamiseks koostisosadeks. Es= mc2= ( Zmp+ Nmn- Mt)* 931,5 MeV. Eriseosenergia on tuuma seosenergia ühe nukleoni kohta. Massidefekt: tuuma moodustavate nukleonide masside summa ja selle tuuma massi vahe. M= Zmp+ Nmn- Mt. 5) Radioaktiivsus: aatomi lagunemine laetud osakesteks (voog= kiirus) ja teiseks aatomiks, mille keem om
Iga osake, sõltumata tuuma suurusest, võtab enda alla ruumala, mis vastab umbes kerale raadiusega 1,3 * 10-15 m. Osake saab omandada vaid teatud energia väärtusi (lubatavad energiatasemed). Ühel energiatasemel saab olla vaid piiratud arv osakesi. Prootonite ja neutronite energiatasemed on tuumas üksteisest sõltumatud, kuid üsna sarnased. Seoseenergiaks nimetatakse energiat, mida oleks vaja osakesele anda, et teda täielikult tuumast vabastada. Elementidel 1 82 on stabiilsed tuumad. Kõik elemendid alates bismutist (Bi; 82) on ebastabiilsed e. radioaktiivsed. Tuuma suurus võib varieeruda sõltuvalt neutronite arvust tuumas. Mida suurem on prootonite ja neutronite arvu erinevus tuumas, seda ebastabiilsem on tuum. Tuumade iseeneslik lagunemine on looduslik radioaktiivsus. Kõikidel ainetel esineb radioaktiivseid isotoope, millel on tavaliselt lühike poolestusaeg. Poolestusaeg on aeg, mille jooksul vaadeldavate radioaktiivsete tuumade arv väheneb pooleni esialgsest
1. Prootonite arvu tuumas määrab aatomi järjenumber perioodilisuse tabelis e. aatominumber, mille tähis on tavaliselt Z. (Keemilise elemendi järjenumber Mendelejevi tabelis). · Neutronite arvu tähistatakse tähisega N, nukleonide koguarvu tähistatakse sümboliga A. Aatominumbrit tähistatakse tähega Z. Selleks, et arvutada neutronite arvu tuumas, tuleb lahutada nukleonide koguarvust aatominumber e. prootonitearv aatomis. (N=A-Z) 2. Isotoobid on tuumad, mis sisaldavad sama arvu prootoneid, kuid erineva arvu neutroneid. Näide: süsinuku tuumas on alati 6 prootonit, kuid neutroneid võib seal olla 5;6;7;8;9 või isegi 10. 3. Radioaktiivsel elemendil on radioaktiivne poolestusaeg, mis iseloomustab radioaktiivsete elementide aatomite eluiga. See on ajavahemik, mille jooksul lagunevad pooled antud elemendi aatomitest ehk poolestusaja jooksul väheneb radioaktiivse aine mass poole võrra.
Tuuma koostis:prooton+(Z), neutron0(N)mis on looduslik radioaktiivsus? 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
miljon korda rohkem kui sama hulga aine põlemisel, sest tuumajõud on palju tugevamad kui elektrone siduvad elektrilised jõud. Mõne isotoobi tuum lõhustub iga kord, kui kohtub neutroniga, st ta ei vaja selleks neutroniga kaasa toodud lisaenergiat. Sel juhul võivad ka lõhustumisel tekkinud neutronid uusi lõhustumisi esile kutsuda. Sellist nähtust, kus reaktsioon põhjustab sellesama reaktsiooni jätkumist naaberaatomitel, nim ahelreaktsiooniks. Keemiliste reaktsioonide puhul oleks ahelreaktsioon näiteks lõkke põlemine, sest põlemisel tekkinud soojus süütab 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
olemas tuum ja tuuma ümber liiguvad elektronid. Bohri 3 postulaati: 1)statsionaalsete olekute postulaat – aatom võib viibida ainult kindlate energiatega olekutes. 2)lubatud orbiitide postulaat – lektronid võivad aatomis asetseda ainult kindlatel orbiitidel. 3)kiirguse postulaat – üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele, aatom kiirgab või neelab valgust kindlate kvantide kaupa. Aatom kiirgab kvandi, kui elektron siirdub kõrgemalt madalamale orbiidile. Aatom neelab kvandi, kui elektron siirdub madalamalt kõrgemale orbiidile. Kiiratava (neelatava) kvandi energia suurus: Kvandi energia on võrdne elektronide energia vahega vastavalt orbiitidel. Aatomi ehitus: aatomi keskel on tuum, milles sisalduvad nukleonid – prootonid ja neutronid. Tuuma ümber on elektronkate, mille elektronkihtides on elektronid. Järjekorra nr näitab prootonite arvu ja elektronide arvu. Massiarv näitab nukleonide arvu (prootoneid+neutroneid). Perioodi nr näitab elektronkihtide arvu.
Aatommassid on väga lähedased täisarvule. Mis on tuuma massiarv? Ümardatud aatommass. Miks ei saa tuumade universaalseks koostisosaks olla ainuüksi vesiniku tuum? Puudub neutron. Mida nimetatakse tuuma laenguarvuks, mida see väljendab? P. Arvu tuumas Mis on isotoobid? Keemilise elemendi teisend, prootonid samad, neutronid erinevad. Millest koosneb aatomituum? Prootonitest ja neutronitest. Millega võrdub tuuma massiarv? Pr. Ja N. Arv. Mis on looduslik radioaktiivsus? Aatomituumade iseenelik muundumine. Missugused on radioaktiivsuse põhiliigid (kiirgused)? a,b,y. Kuidas need kiirgused käituvad magnetväljas? a kaldub kõrvale, b kergelt, y ei muuda. Mis on alfaosake? Heeliumiaatomituum. Mis on beetaosake? Elektron. Mida kujutab endast gammakiirgus? Elektromagnet laine. Missugune on radioaktiivsete kiirguste erinevate liikide läbimisvõime? a halb, b keskmine, y hea. Mida kujutab endast radioaktiivsus tuuma siseehituse seisukohalt? Massiarv 4, koguarv 2
Aatommassid on väga lähedased täisarvule. Mis on tuuma massiarv? Ümardatud aatommass. Miks ei saa tuumade universaalseks koostisosaks olla ainuüksi vesiniku tuum? Puudub neutron. Mida nimetatakse tuuma laenguarvuks, mida see väljendab? P. Arvu tuumas Mis on isotoobid? Keemilise elemendi teisend, prootonid samad, neutronid erinevad. Millest koosneb aatomituum? Prootonitest ja neutronitest. Millega võrdub tuuma massiarv? Pr. Ja N. Arv. Mis on looduslik radioaktiivsus? Aatomituumade iseenelik muundumine. Missugused on radioaktiivsuse põhiliigid (kiirgused)? a,b,y. Kuidas need kiirgused käituvad magnetväljas? a kaldub kõrvale, b kergelt, y ei muuda. Mis on alfaosake? Heeliumiaatomituum. Mis on beetaosake? Elektron. Mida kujutab endast gammakiirgus? Elektromagnet laine. Missugune on radioaktiivsete kiirguste erinevate liikide läbimisvõime? a halb, b keskmine, y hea. Mida kujutab endast radioaktiivsus tuuma siseehituse seisukohalt? Massiarv 4, koguarv 2
magnetväli ei avalda tema kulgemisele mingit mõju; on väga väikese lainepikkusega (10-8 ... 10-11 m) ja väga suure energiaga elektro-magnetlaine 15. Alfa- lagunemisel kaotab tuum kahekordse elementaarlaengu suuruse positiivse elektrilaengu ning tema mass väheneb ligikaudu nelja aatommassi ühiku võrra element nihkub perioodilisuse süsteemis kahe ruudu võrra ettepoole. Beeta- lagunemisel lendab tuumast välja elektron, mille tõttu tuumalaeng suureneb ühe ühiku võrra, tuuma mass aga jääb samaks element nihkub ühe ruudu võrra perioodilisuse süsteemi lõpu pool. 16. Poolestusaeg- iga radioaktiivse isotoobi jaoks on olemas kindel aeg (poolestusaeg), mille jooksul tema kiirguse intensiivsus väheneb poole võrra. 17. Tuumareaktsioon- protsesse, kus tuumad võivad ühineda, ümber korralduda ja laguneda. *Tuumareaktsioonid *Raskete tuumade lõhustumine *Kergete tuumade liitumine *Süntees 18
Radioaktiivsuse ja tuumade lõhustumise avastamine Katre Pohlak Rakke Gümnaasium XII klass 2013 Radioktiivsuse avastamine Tuumafüüsika varasem areng on lahutamatult seotud radioaktiivsuse avastamisega ja uurimisega. Looduslik radioaktiivsus avastati peaaegu üheaegselt elektroni avastamisega J. J. Thomsoni poolt. Antoine Henri Becquerel (1852 1908) Radioaktiivsuse avastas prantsuse füüsik Antoine Henri Becquerel. 1896.aastal avastas ta, et uraan kiirgab silmale nähtamatut kiirgust, mis on võimeline läbima mitmesuguste matarjalide üsna pakse kihte ja jätab jälje fotoplaadile. Kiirte ioniseeriv toime
-, -, - radioaktiivsus. Radioaktiivse kiirguse kahjulikkus - põhjustab tuumareaktsioone aatomites, millest koosnevad rakkude biomolekulid ja normaalsed aatomid muutuvad sobimatu aine aatomiteks, mis põhjustavad elusorganismide hukkumise. - kiirgus tuum on ergastatud olekus ning prootonite süsteemis on auk. Auku langeb prooton kõrgemalt tasemelt ja kiirgab -kvandi. -lagunemine tuumas on neutroneid liiga palju. Neutron muutub prootoniks ja selle protsessi käigus tekib elektron. -kiirgus on elektronide voog. Tekkiv uus tuum on ergastatud ja -lagunemisega kaasneb -kiirgus. -lagunemine tuumast vabaneb -osake ehk heeliumi tuum. See juhtub, kui tuum on liialt suur. Kaasneb -kiirgus Seoseenergia iseloomustab osakeste seotust tuumaga, energia, mis utleks anda osakesele, et ta vabaneks tuumast. Isotoop keemilise aine teisendid, mis erinevad üksteisest neutronite arvu poolest. Poolestusaeg aeg, mille jooksul antud isotoobi kogus väheneb radioaktiivse lagunemise
kohalt 54 kohale). X (all z, üleval m) -> m-4, z-2 Y +He (4,2) heeliumi tuum. Tuumalaeng märgitakse vasakpoolse alumise ja aatommass vaskakpoolse ülemise indeksiga elemendi sümboli juurde. Nt U (üleval 239, all 92), Al (ül 27, all 13), H(1,1), H-deuteerium (2,1), H- triitium (3,1) 2) beeta lagunemisel (eraldub beeta osake, st tuumast lendab välja elektron) (neutron laguneb prootoniks ja elektroniks, elektron eraldub, aga prooton jääb tuuma) suureneb elemendi laeng ühe laenguühiku võrra (prootoni laeng), kuid tuuma mass jääb peaaegu muutumatuks, sest elektroni mass on väga väike võrreldes aatommassiühikuga - prootoni massiga. Selle tulemusel nihkub element Mendeleejevi tabelis ühe korra võrra tahapoole (nt 56 kohalt 57 kohale) X (ül M, all z) -> Y(ül M, all z+1) + e(üleval 0, all -1) elektron 3) gamma lagunemisel tuuma laeng ei muutu (kiirguvad elektromagnetlained)
Mida suurem on poolestusaeg seda, pikem on aatomite keskmine eluiga. t - N = N0 · 2 T 7. U tuuma lõhustumine, tekkivad komponendid. U tuuma siseneb vaba neutron, mis viib tuuma tasakaalust välja ja selle tulemusel tekib: *2 kildtuuma (sagedaseimad Ba, Kr) *vabaneb kuni 3 kiiret neutroni, mis võivad tungida järgmistesse *radioaktiivne kiirgus *vabaneb energia ~200MeV 8. Ahelreaktsioon, milliseid isotoope kasutatakse, kus? Ahelreaktsioon toimub tuumareaktorites ja aatompommis ning on lõhustuvate tuumade järsk suurenemine. Kõige sobivamad isotoobid on 238 92 U 235 92 U 239 94 Pu 9. Kriitilise massi mõiste.
Prootoni olemasolu ennustas Rutherford 1913.a. aga see avastati kuus aastat hiljem.Rutherfordi arvutused näitasid, et tuumas peavad olema ka teatud laenguta osakesed, mis avastati alles 1932.a. J.Chadwiki poolt uuringutes, et -osakestega pommitatud berülliumis tekkinud kiirgus kujutab endast neutronite voogu ( Nobeli preemia 1935 ) . Massilt prooton 1,672623 neutron 1,674929 10 -27 kg elektron 9,109534 10 - 31 kg Tuuma massi esitatakse aatommassiühikutes ( u ) , mille aluseks on võetud neutraalse süsinikuisotoobi 6 C 12 mass, mis on täpselt 12 u ehk 1 u on 1 / 12 nimetatud aatomi massist. 1 u = 1,6605402 10 -27 kg Sellel skaalal m p = 1,007276 u ning m n = 1,008665 u . 2 Tuuma massi väljendatakse ka energiaühikutes, kasutades seost E = m c . Selle
massist. Tuuma tähtsaim koostisosa on positiivse laenguga prooton, mille arv tuumas määrab keemilise elemendi. Tuum seob elektronid ja määrab elektronide arvu neutraalses aatomis.Tuumajõud e. tugev jõud e. tugev vastastikmõju mõjub prootonite ja neutronite vahel ühtviisi tõmbavalt. Väikestel kaugustel on tuumajõud palju tugevam, kui elektrostaatiline jõud prootonite vahel, kuid kaugemal kahaneb ta väga kiiresti olematuks. Tuumajõud hoiab tuumi koos. Radioaktiivsus, ehk tuumalagunemine on ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneselik lagunemine. Selle protsessiga kaasneb radioaktiivne kiirgus. -kiirgus on kiirete elektronide (prootonite) voog. Neutronite lagunemisel vabanevad tuumast elektronid. Elektromagnetväljas on -kiirgus kardetav, üldiselt kaitseb meid selle eest riietus. Kui -kiirgus satub inimese organismi, tekib nahapõletik, villid, äge silmapõletik. -kiirgus koosneb -osakestest e
annaabi.ee 
