1) Lagunemisreaktsioonid. Rasked tuumad lagunevad neutronite mõjul kildtuumadeks, toimub ahelreaktsioon. Nende reaktsioonidega kaasneb radioaktiivne kiirgus. Neid reaktsioone saab mõõdukuse piirides hoida nt mõnda neutroneid neelavat metalli kasutades. Ahelreaktsioone saab pidurda kriitilise massiga. Neid reaktsioone kasutatakse tuumaelektrijaamades. 2) Ühinemisreaktsioonid. Kergete tuumade ühinemisreaktsioone nimetatakse termotuumareaktsioonideks. Sellised reaktsioonid toimuvad päikesel ja teistel tähtedel väga kõrgetel temperatuuridel (miljonite kraadide juures). Selle käigus ühinevad vesiniku aatomid heeliumi aatomiteks. Neid reaktsioone ei saa kasutada aatomielektrijaamades, sest need toimuvad nii kõrgetel temperatuuridel ja selleks sobivat anumat teha ei saa (teoreetiliselt võiks anumana kasutada magnetvälja). Termotuumapommid ehk vesinikupommid pole piiratud võimsusega ja nendega ei
valguskiirusel. Koosneb elektromagnetvälja kvantidest, millel on väga suur energia. On väga suure läbitungimisvõimega, kiirguse eest kaitseb spetsiaalne varjend . Tuumareaktsioonides tekivad uued keemilised elemendid, isotoobid. Neid kasutatakse peamiselt looduses mitteesinevate isotoopide tootmiseks.Kui tuuma satub neutron, siis muutub tuuma massiarv ühe võrra ja tekib uus isotoop. Kergete tuumade liitumisreaktsioon on termotuumareaktsioon. Termotuumareaktsioonideks on vaja ülikõrget temperatuuri, kuna tuumade ühinemisel peavad tuumad ületama elektrilised tõukejõud ja seda saab teha kiiruse abil, kuid mida suurem on kiirus, seda kõrgem on ka temperatuur. Maa peal ei saa termotuuma reaktsioone tekitada. Päikese ja tähtede energiaallikas on termotuumareaktsioon. Isotoopideks nimetatakse ühe elemendi erineva massiarvuga tuumi. Näiteks tehneesium ja promeetium ja plutoonium
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 siis saavad tuumade kiirused nii suureks, et na põrkudes ületaksid elektrilise tõukumise ja jääksid tuumajõudude haardesse. Termotuumareaktsioonideks nim kergete tuumade ühinemisprotsesse , sest nad saavad toimuda vaid väga kõrgel temperatuuril. Raskete tuumade lõhustamine : mendelejevi tabeli lõpus olevate radioaktiivsete elementide tuumad on juba nii suured, et tuumajõud ei suuda neid enam hästi koos hoida ja nad on lagunemise äärel. Vahel lõhustuvad nad isegi ilma ühegi nähtava põhjuseta , iseeneslikult ( spontaanselt ) . hästi lõhustuvad nad ka neutronite toimel : neelates liigse neutroni , tuum
jne... 7. Millal aatom kiirgab, millal neelab kvandi? -Aatom kiirgab energiat kui elektron liigub lubatud orbiitidel aatomi tuuma poole. -Aatom neelab energiat kui elektron liigub orbiitidel aatomi tuumast kaugemale. 8. Selgita termotuumareaktsioon ja kus ta esineb? Saadakse energiat kõige kergemate tuumade ühinemisel raskemateks. Kergete tuumade ühinemiseks on vaja ülikõrget temperatuuri. Sellepärast nim neid tuumareaktsioone ka termotuumareaktsioonideks. Esineb tähtede keskmes, vesiniku- ehk termotuumapommis. 9. Võrdle tuumareaktorit tuumapommiga! Tuumareaktoris ei lasta ahelreaktsioonil lõpuni minna, seda kontrollitakse tuumavarrastega. 10. Kuidas on omavahel seotud aatomimass, tuumalaeng, elektronide arv, prootonite arv, neutronite arv? Aatommassi moodustavad põhiliselt prootonid ja neutronid. Aatomituuma tuumalaeng on positiivne. Elektronide arv on võrdne prootonite arvuga. Prootonite arv määrab ära, millise
ühinemisel ja raskete tuumade lõhustumisel. Kergete tuumade ühinemine. Tähed ja vesinikpomm. Tuumade seosenergiad on umbes miljon korda suuremad kui aatomites ja molekulides. Tuumareaktsioonide alustuseks on ainet vaja kuumutada vähemalt kümne miljoni kraadini, alles siis saavad tuumade kiirused nii sureks, et nad põrkudes ületaksid elektrilise tõukumise ja jääksid tuumajõudude haardesse. Kergete tuumade ühinemisreaktsioone nimetatakse termotuumareaktsioonideks. Inimene on suutnud termotuumatuld läita vaid kohutavas põrgumasinas vesinikupommis. Raskete tuumade lõhustumine. Ahelreaktsioon. Ajalooliselt esimene tuumaenergia saamise viis põhines raskete tuumade lõhustumisel. Päris hästi lõhustuvad mendelejevi tabeli lõpus olevad radioaktiivsed elemendite tuumad neutronite toimel, kui neelates liigse neutroni tuum ergastub, deformeerub ja laguneb kaheks kildtuumaks. Kõige paremini lõhustuvad neutronite toimel uraani isotoobi
Millised protsessid toimuvad aeglastel neutronitel töötavas reaktoris? 12. Sünteesreaktsioonid Päikesel ja termotuumareaktoris. Päikesel: kahe deuteeriumi ühinemine, mille tulemusel tekib He Termotuumareaktoris: triitiumi ja deuteeriumi ühinemine 13. Kuidas tekib He Päikesel? 1) prootoni ja neutroni kokkupõrge 2) prootoni ja neutroni ühinemine 3) kahe deuteeriumi ühinemine 14. Miks on termotuumareaktsiooniks vaja ülikõrget temperatuuri? Termotuumareaktsioonideks on vaja ülikõrget temperatuuri, kuna tuumade ühinemisel peavad tuumad ületama elektrilised tõukejõud ja seda saab teha kiiruse abil, kuid mida suurem on kiirus, seda kõrgem on ka temperatuur. 15. Radioaktiivsete isotoopide kasutamine. 60 27 Co *vähkkasvajate ravimiseks *metallitööstuses defektide avastamiseks 59 26 Fe *vereringe uuringutel 127 53 I *kilpnäärmetõve uurimisel 18 8 O *fotosünteesi uurimisel 14
uraani tükkide kogumass ületab nüüd kriitilist massi, st (m+m)>mkr. Kergete tuumade liitumine ehk süntees. Termotuumareaktsioonide juhitavus. Tuumareaktsioonide uurimine viis selleni, et lisaks tuumade jagunemisel vabanevale tohutule energiale on võimalik saada veel suuremat energiat tuumade liitmisel ehk sünteesil, kuid selleks on vaja väga kõrget temperatuuri. Seetõttu nimetatakse neid reaktsioone termotuumareaktsioonideks ehk sünteesireaktsioonideks. Tuumade jagunemine toimub efektiivselt Mendelejevi tabeli lõpuosa elementidega (nt uraan), termotuumareaktsioonid aga tabeli alguses oleva vesinikuga. Päikeses toimub niisugune termotuumareaktsioon vesiniku põlemisel heeliumiks loomulikul viisil, sest seal on olemas vajalik temperatuur (10 000 000 ºC). See on kõikides tähtedes nii. Tähe sünd algab sellest, et kosmiline tolm ja gaas on kohati loomulikult tihedam ning selles kohas hakkab
Nende tekkimiseks on vaja kõrget temperatuuri(100milj °). Päikeses toimub vesiniku põlemine heeliumiks 22. Milles seisnevad raskete tuumade lõhustumisreaktsioonid? Too näide! Seisneb raskete tuumade lõhustumisel, mille käigus vabaneb energia. Kasutusel tuumareaktorites tuumajaamades. 23. Millist nähtust nimetatakse tehisradioaktiivsuseks? Tehisradioaktiivsus seisneb elemendi pommitamises osakestega, millel on suur kiirus 24. Milliseid reaktsioone nimetatakse termotuumareaktsioonideks? Termotuumareaktsioon on tuumareaktsioon, kus kergemate aatomituumade tuumaühinemise tulemusel kõrge temperatuuri ja rõhu juures tekivad raskemad aatomid. 25. Milles seisneb ahelreaktsiooni eripära? Ahelreaktsioon on protsess, mille käigus protsessi lõpptulemus (või kõrvaltulemus) käivitab uue samatüübilise protsessi. Ahelreaktsioon on iseennast võimendav sündmuste ahel. 26. Millised tingimused peavad olema täidetud ahelreaktsiooni käivitumiseks?
Nende tekkimiseks on vaja kõrget temperatuuri(100milj °). Päikeses toimub vesiniku põlemine heeliumiks 22. Milles seisnevad raskete tuumade lõhustumisreaktsioonid? Too näide! Seisneb raskete tuumade lõhustumisel, mille käigus vabaneb energia. Kasutusel tuumareaktorites tuumajaamades. 23. Millist nähtust nimetatakse tehisradioaktiivsuseks? Tehisradioaktiivsus seisneb elemendi pommitamises osakestega, millel on suur kiirus 24. Milliseid reaktsioone nimetatakse termotuumareaktsioonideks? Termotuumareaktsioon on tuumareaktsioon, kus kergemate aatomituumade tuumaühinemise tulemusel kõrge temperatuuri ja rõhu juures tekivad raskemad aatomid. 25. Milles seisneb ahelreaktsiooni eripära? Ahelreaktsioon on protsess, mille käigus protsessi lõpptulemus (või kõrvaltulemus) käivitab uue samatüübilise protsessi. Ahelreaktsioon on iseennast võimendav sündmuste ahel. 26. Millised tingimused peavad olema täidetud ahelreaktsiooni käivitumiseks?
Heeliumi tekkimine vesinikust heeliumi tuum koosneb kahest prootonist ja kahest neutronist. Ta võib tekkida vesiniku isotoopidest deuteeriumist ja triitiumist. Kui viimaseid lähendada, siis võivad nad sattuda tuuma külgetõmbejõudude mõjusfääri. Selleks, et saavutada see mõjusfäär, peab tekitama kõrge temperatuuri miljonid ja kümned miljonid kraadid. Väga kõrgetel temperatuuridel kulgevaid tuumareaktsioone nim termotuumareaktsioonideks. Tuuma külgetõmbejõud seovad kaks neutroni ja kaks prootoni püsivaks süsteemiks, mis kujutab endast heeliumi aatomit. Kulgeb järgmine reaktsioon, mis saab toimida ainult kõrgete temperatuuride juures. Ülejäänud neutron lendab suure kiirusega minema. Seejuures eraldub tohutu energia, umbes 10 korda suurem, kui raskete elementide tuumade jagunemisreaktsioonide puhul ahelreaktsioonide puhul. Niisugused reaktsioonid toimuvad ka Päikese ja tähtede sisemused. Ka vesinikupommis
paljuks ja see on ohtik. Tavalise tuumapommi lõhkejõud oli tegelikult väike, ainult paar protsenti tuumapommi võimsusest kulus plahvatusele. Ülejäänud tuumaosakesed kadusid ahelreaktsiooni käigus laiali. Termotuumapommidel hakkasid kerged tuumad ühinema ning plahvatusel eralduv energia suurenes. Selleks reaktsiooniks oli vaja väga kõrget temepratuuri (ca 10-100 miljonit kraadi) selliseid reaktioone nimetakse termotuumareaktsioonideks. (Loide) Esimene termotuumapomm plahvatas 1. november 1952. Seda pommi katsetas USA (Nov. 1, 1952 | First Hydrogen Bomb Test, 2011). Vesinikupommi on maailmas katsetanud ainult kuus riiki: Venemaa, USA, Suurbritannia, Hiina, Prantsusmaa ning India. (Vaher, 2012) 1.2 Neutronipomm Erinevalt vesinikupommist on neutronipomm väikese võimsusega tuumarelv. Neutronpommi ametlik nimetus on suurendatud kiirgusjõuga relv. Pommi idee on tappa kõik elusolev,
1 2) Sünteesreaktsioonil ehk kergete tuumade ühinemisreaktsioonil tekib raskem, stabiilsem tuum ja vabaneb suur osa energiat. Erinevalt lõhestumisest ei jää siin lärele radioaktiivseid saadusi. Tuumade sünteesimine on võimalik ülikõrgetel temperatuuridel, et ületada seoseenergiat. Kõrgete temperatuuride vajalikkuse tõttu nimetatakse neid reaktsioone ka termotuumareaktsioonideks. Looduses esineb neid reaktsioone seepärast ainult Päikesel ja tähtedel. 1 H 2 + 1 H 2 2 He 3 + 0 n 1 + 3,3 MeV 1 H 2 + 1 H 3 2 He 4 + 0 n1 + 17,6 MeV ( vesinikupomm ) 1 H 2 + 1 H 2 1 H 3 + 1 H 1 + 4,1 MeV Termotuumapommis ehk vesinikupommis toimub triitiumi ja deuteeriumi segus juhitamatu tuumasüntees, kus protsessiks vajaliku kõrge temperatuuri tekitab aatomipomm. Vabanev
elektromagnetlaine voog, mis levib valguskiirusel. Koosneb elektromagnetvälja kvantidest, millel on väga suur energia. On väga suure läbitungimisvõimega, kiirguse eest kaitseb spetsiaalne varjend . Tuumareaktsioonides tekivad uued keemilised elemendid, isotoobid. Neid kasutatakse peamiselt looduses mitteesinevate isotoopide tootmiseks.Kui tuuma satub neutron, siis muutub tuuma massiarv ühe võrra ja tekib uus isotoop. Kergete tuumade liitumisreaktsioon on termotuumareaktsioon. Termotuumareaktsioonideks on vaja ülikõrget temperatuuri, kuna tuumade ühinemisel peavad tuumad ületama elektrilised tõukejõud ja seda saab teha kiiruse abil, kuid mida suurem on kiirus, seda kõrgem on ka temperatuur. Maa peal ei saa termotuuma reaktsioone tekitada. Päikese ja tähtede energiaallikas on termotuumareaktsioon. Isotoopideks nimetatakse ühe elemendi erineva massiarvuga tuumi. Näiteks tehneesium ja promeetium ja plutoonium. Poolestusaeg on aeg, mille jooksul vaadeldavate radioaktiivsete
Piisavalt suures ainekoguses saab neutronite paljunemistegur ühest suuremas ning algab juhitamatu tuumareaktsioon. 10. teema - tuumareaktsioonid: tuumade süntees Tuumade liitumine ehk süntees kahe kerge tuuma kokkupõrge ja ühinemine, mille tulemusena tekib raskem, stabiilsem tuum, seejuures vabaneb suur hulk energiat. Tuumade ühinemiseks on vajalik kõrge temperatuur (10 000 000 ºC) ja ülikõrge rõhk. Seetõttu nimetatakse neid reaktsioone ka termotuumareaktsioonideks. Toimub Päikese ja teiste tähtede tuumades. Näide: + + + energia - deuteerium (vesiniku isotoop) ehk raske vesinik - triitium (vesiniku isotoop) ehk üliraske vesinik Et deuteeriumi leidub looduses piisavalt, on see suurepärane alternatiiv eeskätt fossiilkütustele ja ka tuumajaamade uraanikütusele. Näiteks leidub ühes liitris vees 33 mg deuteeriumi. Triitiumi on looduses vähem, seda on otstarbekas toota liitiumist viimase tuumade pommitamisel neutronitega
Paikesesusteemi teke. Ca 4,6 miljardit aastat tagasi hakkas uks gaasipilv kosmoses kokku tombuma. Pilv muutus uha kiiremini poorlevaks kettaks ja selles tekkisid tihendid. Miljonite aastate parast suttis ketta keskel taht Paike. Gaasitihenditest moodustusid planeedid. Taht on hooguv gaasikera, mille sisemuses toimuvad termotuumareaktsioonid. Tahe elutsukkel: ? Gravitatsioon tombab tahte kokku, kuumus tahe sisemuses puuab paisutada. ? Kuni jatkub kutust termotuumareaktsioonideks, on need joud tasakaalus. ? Kutuse loppedes taht tombub kokku kollapseerub. ? Edasine soltub tahe massist: ? Paikese massiga tahed paisuvad, muutuvad punaseks hiiuks, heidavad valiskihi eemale ja jarele jaab tahe tuum valge kaabus. ? Paikese massist kuni 2 korda suurema massiga tahed muutuvad punaseks ulihiiuks, siis varisevad kiiresti kokku ja plahvatavad: heidavad kesta eemale. Jarele jaab tuum: neutrontaht. ? Paikesest rohkem kui 2 korda suurema massiga tombuvad kokku mustaks auguks.
Püütakse välja töötada ka termotuumareaktorit, mis toodab energiat termotuumasünteesist. 17.Tuumade süntees e. termotuumareaktsioonid Tuumaenergeetika, Tuumade liitumine ehk süntees kahe kerge tuuma kokkupõrge ja ühinemine, mille tulemusena tekib raskem, stabiilsem tuum, seejuures vabaneb suur hulk energiat. Tuumade ühinemiseks on vajalik kõrge temperatuur (10 000 000 C) ja ülikõrge rõhk. Seetõttu nimetatakse neid reaktsioone ka termotuumareaktsioonideks. Toimub Päikese ja teiste tähtede tuumades. Näide: H H He 1n energia 0 42 3 1 2 1 +++ 2H 1 - deuteerium (vesiniku isotoop) ehk raske vesinik 3H 1 - triitium (vesiniku isotoop) ehk üliraske vesinik Et deuteeriumi leidub looduses piisavalt, on see suurepärane alternatiiv eeskätt fossiilkütustele ja ka tuumajaamade uraanikütusele. Näiteks leidub ühes liitris vees 33 mg deuteeriumi. Triitiumi on looduses vähem, seda on otstarbekas toota liitiumist viimase tuumade
annaabi.ee 
