Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

Tuumaenergia (3)

5 VÄGA HEA
Punktid

Esitatud küsimused

  • Kuidas avastati?
Tuumareaktsioonid
  • Selleks nim. tuumade muundumisi. Tuumad võivad laguneda ning osakeste või teiste tuumadega reageerida.
  • Kehtivad järgmised reeglid:

  • massiarvude summa enne reaktsiooni peab võrduma massiarvude summaga pärast reaktsiooni (elektronide ja gamma -kvantide osakesed loetakse tühiseks).
  • laengute algebraline summa peab olema jääv. Nt. alfa-kiirgus muudab tuuma massi 4 võrra ja laengut 2 võrra väiksemaks (ehk element nihkub 2 koha võrra tabeli alguse poole). Beeta-kiirgus ei muuda küll tuuma massi, kuid laeng läheb ühe võrra suuremaks (ehk element nihkub tabelis ühe koha võrra edasi).
    • Radioaktiivsel lagunemisel tekkinud tuumad on tavaliselt samuti radioaktiivsed.

    Neutroni avastamine
    • probleem: tuum oli raskem kui tuumas olevate prootonite massid kokku ja need lisaosakesed ei jätnud endast Wilsoni kambrisse jälge, kuna ei olnud ioniseeritud.
    • Kuidas avastati?
    Hakati alfa-osakestega berülliumi pommitama (prootoneid ei tekkinud, tekkis hoopis suure läbitungimisvõimega kiirgus). Kui selle kiirguse ette panna parafiinplaat, suureneb kiirgus tunduvalt- kiirgus pidi põrkuma vesiniku tuumadega. Parafiinplaadist (selles suurel hulgal vesinikku) löödi välja prootoneid. Wilsoni kambriga tehti kindlaks, et tõesti väljalennanud osakesed on prootonid . Selgus, et berülliumist pidid välja lendama küllalt rasked osakesed, millega põrkudes said prootonid nende osakeste suure energia (nagu veereva kuuliga - kui ta põrkub massilt võrdse teise kuuliga, annab ta oma energia teisele, mis hakab selle tulemusel liikuma ja esialgne liikuv kuul jääb ise seisma) ja lendasid plaadist välja. Need osakesed olid suure läbitungimisvõimega ja ei ioniseerinud vahetult gaasi, seega olid nad elektriliselt neutraalsed. Joonis:

    Tuumajõud
    • probleem: Kuidas prootonid tuumas kõik koos püsivad, kui nendevaheline elektriline tõukejõud on võrreldes prootonite suurusega suur? (nad peaksid laiali lendama)
    • Neid hoiab tuumas koos tuumajõud, millel on tugev vastasmõju, kuid mõjuraadius on väga väike.
    • Tuuma vaadeldi analoogselt veetilgaga (väike kompaktne veepiisk). Kui tõsta see veepiisk teisele lehele (nt. roosi lehe peale), on piisake juba suurem, ta loperdab ning kipub lagunema – väike tilk on stabiilne, suur laguneb. Samamoodi on ka tuumaga, kus prootoneid hoiab ühtselt koos tuumajõud, kuid kui on palju prootoneid, siis väikese mõjuraadiusega tuumajõul on raske neid koos hoida, sest äärtele enam ei taha väga mõjuda. Nii muutub suur tuum ebastabiilseks ja võib tekkida radioaktiivne lagunemine .
    • Tuumajõudude tugevus tingib selle, et radioaktiivsel lagunemisel eraldub suur energia.

    Tuumade seoseenergia
    • graafik õpikust lk 136
    • Seoseenergia- energia, mis kuluks tuuma täielikuks lagundamiseks üksikuteks osadeks.
    • Eriseoseenergia- energia ühe osakese kohta
    • Osakesi on nii palju, kui suur on aatommass.
    • Seoseenergia muutus on seotud massi muutusega. Valem:
    Massi muutus muutub energiaks,( seetõttu ongi tuumal suur jõud? )
    • Massidefekt- üksikute osakeste masside summa erineb sama osakeste arvuga tuuma massist.

    Tuuma energia
    • Raskete elementide ahelreaktsioon . Iga tuuma lõhustumisel erladuvad peale kildude ka 2-3 neutronit. Tuuma lagunemise kutsub esile üleliigse neutroni neelamine (see veetilga jutt). Lagunemine toimub kohe.
    • Spontaanse lagunemise juures lagunevad tuumad vastavalt poolestusperioodi seaduse järgi.
    • Kui radioaktiivset ainet on kogutud suuremal hulgal kokku, siis ühe elemendi tuuma lagunemine kutsub esile kõrvalolevate elementide tuumade lõhustumise, sest tuuma lagunedes eralduvad 2-3 neutronit, mis tungivad teistesse tuumadesse, kutsudes ka seal omakorda lagunemise esile. See toimib nagu laviin . Joonis:

    • Kuna neutron on neutraalne , suudab ta kergesti tungida aatomi tuuma. Kuid aatomite üleküllus muudab aatomi ebastabiilseks ehk radioaktiivseks.
    • Ahelreaktsiooni toimumiseks peab olema ainet vähemalt kriitilise massi (väikseim mass, mille korral reaktsioon veel toimub- piiri peal) jagu.
    • Ahelreaktsiooni kiirus oleneb (nt. uraani puhul) 1. aine puhtusest - kui selles leidub kõrvalist ainet, on võimalik, et neutron tabad seda, mitte aga uraani aatomeid, nii ei saa käivituda ahelreaktsioon. Sel juhul toimub lagunemine poolestusperioodi seaduse järgi.

  • aine hulgast (mida rohkem on või mida suurem tükk ainet on, seda suurem on tõenäosus, et neutron tabab teise uraani tüki tuuma).
    Tuumapomm
    Joonis:
    • Otstes on tavaline lõhkeaine, mille paneme plahvatama, selle tulemusel lüüakse uraani poolkerad kokku (moodustub ilus kera, algab ahelreaktsioon). Uraani on nendes kahes poolkeras kriitilisest massist vähem.
    • Kuna arvati, et selline pomm pole piisavalt võimas, tehti uus mudel (tordi tüki taolised lõigud). Joonis:

    • iga tüki mass on samuti väiksem kriitilisest massist. Kui kõik tükikesed kokku lähevad, toimub suur plahvatus. Kuid sellise pommi miinuseks on suur (materjali) kadu, sest pomm läheb enne katki, kui kõik tükikesed jõuaks reageerida.
    • Tuumapommi kahjustavad toimed: a) kiirgus (soojusest valguseni)
    b) tugev lööklaine (pommi ümber levib valgust muutev õhu tihendus ??)
    c) radioaktiivne kiirgus ( gamma-kiirgus on inimesele väga ohtlik)
    d) järelkiiritus
    Vesinikupomm
    • Energia peaks kätte saama ka kergete tuumade liitumisel ( termotuumareaktsioon ). Oli vaja kõrget temperatuuri, et kerged tuumad saaksid suure kineetilise energia ja suudaksid ületada elekrilise tõukejõu. Reaktsioon on toimunud, kui tuumad on teineteisele nii lähedale jõudnud, et nad oleksid tuumajõudude mõjupiirkonnas. Eraldub energia.
    • See pomm osutus perspektiivikamaks, sest a) vesinik ei plahvata iseeneselikult b) uraani kaevandamine on keeruline ja kulukas , vesinikku saame aga ookeanist
    • Vesinikupommi lõhatakse tavalise uraani pommiga selleks, et saavutada piisavalt kõrget temperatuuri, mis käivitaks vesinikreaktsiooni. Löök- ja valguslööklaine on tohutult suured ning lõhkamisega ei kaasne radioaktiivseid jääkaineid.
    • Tuumaenergia kasutamine rahumeelsetel eesmärkidel: tuumaelektrijaamad (soojuselektrijaamad). Joonis:

    • tuumaelektrijaamades kasutatakse uraanikatelt ehk uraanireaktorit, milles hoitakse ahelreaktsioon kriitilisel piiril. Uraanivardad- torud, mis on täidetud uraani tablettidega (hea vahetada) ja need on omakorda vaheldumisi uraani neelava ainega (nt. boor).
    • Neutronid lendavad ühelt uraanivardalt teisele, ajades nii uraanivardad kuumaks. Tekib ahelreaktsioon. Kui neutronid liiga intensiivselt varraste vahel liiguvad (läheneb kriitilise piirini ), kukub neutroneid neelav varras põhja, lõpetades nii ahelreaktsiooni (?).

    • 02.02 alustas õpetaja tundi lausega: probleemiks on kõrge temperatuur, mille tõttu pole võimalik reaktsioon kasutada (ei leidu sellist anumat)

    • kui on ioniseeritud vesinik, saab teda püüda magnetlõksu. Magnetväljas saab mõjutada ioonide liikumist. Kui magnet on küllalt tugev, hakkavad kõrge temperatuuriga osakesed ringiratast tiirutama. Vastu anuma seinu ei puutu ning anuma keskele tekib kõrge temperatuuriga ioonide pilv.
    Selleks on vaja tugevat magnetvälja, joonis:
    • Kui osake muudab oma suunda, muutub ka jõu suund. Piisab magnetvälja nõrgenemisest, et pilv laiali lendaks.
    • Lasen õrnalt seda ioonide pilve anuma servadesse, kus magnetväli oleks nõrgem, aga nii et auku anuma seina sisse ei kõrvetaks- saame energiat (tuleb portsjonite kaupa välja lasta).
    • Tugeva magnetvälja tekitamiseks on vaja väga palju energiat, rohkem kui see iooni pilv annab.

  • Tuumaenergia #1 Tuumaenergia #2 Tuumaenergia #3 Tuumaenergia #4 Tuumaenergia #5
    Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
    Leheküljed ~ 5 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2009-02-17 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 74 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 3 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor Cenely Õppematerjali autor

    Sarnased õppematerjalid

    Tuumafüüsika ja elementaarosakeste füüsika
    63
    pptx

    Tuumafüüsika ja elementaarosakeste füüsika

    reaktsioon toimub muutumatu kiirusega. Kui aine mass ületab kriitilise massi, siis toimub plahvatus. Seda kasutatakse tuumapommides. Pommid on uraanipommid või plutooniumipommid. Plutooniumi toodetakse spetsiaalsetes reaktorites. Looduslikku uraani tuleb rikastada (suurendada uraan 235 osakaalu). Uraani kriitiline mass on 50 kg. 34 Tuumareaktor Tuumareaktoreid kasutatakse tuumaenergia muutmiseks soojusenergiaks. Tuumarelvas toimub ahelreaktsioon, tuumareaktoris on aga juhtvardad ja aeglusti mis kõrvaldades liigsed neutronid ja aeglustab nende liikumist. 35 Termotuumareaktsioonid Termotuumareaktsioon on väga kõrgel temperatuuril toimuv kergete tuumade liitumine (sünteesireaktsioon)

    Füüsika
    Tuumafüüsika kontrolltöö küsimused ja vastused
    6
    docx

    Tuumafüüsika kontrolltöö küsimused ja vastused

    II osa Tuumafüüsika 1) Kirjelda aatomituuma koostist ja ehitust, kui suur (väike) on aatomituum (suurusjärk)? – Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prootoni tähis on Z, prooton on positiivse laenguga. Neutroni tähis on N ja neutron on laenguta. Neutronite mass on prootonite massist veidi suurem. Tuuma osakeste kogumassi nimetatakse aatommassiks, mille tähis on A. A=Z+N Prootonite kogulaengut nimetatakse tuumalaenguks, mille tähis on ka Z. Tuuma tähis on ZAX, kus X on keemilise elemendi tähis. Tuuma mõõtmed on suurusjärgus 10-14m. Tuuma osakesi hoiab koos tuumajõud, mille tunnused on 1. On looduses esinev tugevaim jõud 2. Ei sõltu osakeste laengust 3. Mõjuulatus lõpeb tuuma välispinnalt järsult Aatomituum on kihilise ehitusega, kus erineva raadiusega orbiitidel tiirlevad vaheldumisi prootonid ja neutronid. 2) Milles seisneb massidefekt? – Prootonite ja ne

    Füüsika
    Mikromaailma füüsika
    4
    docx

    Mikromaailma füüsika

    Aatom on keemilise elemendi väikseim osake, läbimõõt 10-10m. Aatomi tuuma suurus 10-15 m. Aatomituum koosneb nukleonidest – positiivse laenguga prootonitest ja laenguta neutronitest. Thomsoni aatomimudel: aatomit kujutati positiivselt laetud kerana, millesse olid pikitud elektronid. Rutherfordi planetaarse aatomimudeli järgi on aatomil tuum ja selle ümber liiguvad elektronid. Katses uuriti alfaosakeste hajumist, nende läbi minekut õhukesest metalllehest. Kõige olulisem tulemus: sündis uus nn planetaarne aatomimudel, mille järgi aatomil on 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 kõr

    Mikromaailm
    Tuumafüüsika
    2
    doc

    Tuumafüüsika

    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. Looduslik radioaktiivsus on aatomituumade iseeneslik kiirgus alates järjenumbrist 84. 5. Loodusliku radioaktiivse kiirguse komponentide nimetused ja koostis? ­kiirgus : heeliumi aatomi tuumad, 24 He ­ kiirgus: suure kiirusega liikuvad elektronid, -10

    Füüsika
    Tuumafüüsika
    5
    docx

    Tuumafüüsika

    ISOTOOBID Isotoobid kujutavad endast ühe ja sama prootonite arvuga (Z), kuid erinevate massiarvudega (A) tuumi, st erinevate neutronite (N) arvuga tuumi. Isotoobid on ühesuguste keemiliste omadustega, kuid nad erinevad radioaktiivsuse suhtes. Isotoobid on Mendeleejevi tabelis ühes ja samas ruudus. Igal elemendil on isotoobid, kuid kõikidel elementidel pole nad stabiilsed. Vesinikul on kolm isotoopi aatommassidega 1,2 ja 3. Isotoopi aatommassiga 2 nim DEUTREERIUMIKS, tema tuum sisaldab 1 prootonit ja 1 neutronit. Isotoopi aatommassiga 3 nim TRIITIUMIKS, tema tuum sisaldab 1 prootonit ja 2 neutronit. Deuteeriumi ühinemisel hapnikuga saame nn raske vee. NIHKEREEGEL Radioaktiivsed muundumised alluvad nn nihkereeglile, mille sõnastas inglise füüsik Soddi. 1) alfa ­ lagunemisel (eraldub alfa-osake, st He tuum) väheneb elemendi mass nelja aatommassi ühiku (2 prootoni + 2 neutroni mass) ja laeng 2 laenguühiku võrra (2 prootoni laeng). Selle tulemusel nihkub element Mendel

    Füüsika
    Referaat-
    44
    ppt

    Referaat...

    Aatomi tuum Aatomi tuum on mõõtmetelt suurusjärgus 1013 cm. Tuum on väga suure tihedusega. Oma olemuselt on tuum liitosake. Tuuma põhiline koostisosake on prooton (1913) Lisaks prootonitele on tuumas veel neutronid. (1932) nukleonid (lad k nucleus ­ tuum) ­ prootonid ja neutronid Tuuma laeng ja mass Prootoni laeng on positiivne ja võrdne elektroni laenguga Neutronil laengut ei ole Prootonite arv ­ tuuma laeng. Võrdne järjenumbriga perioodilisuse tabelis. Tähistatakse täisarvuga Z Prootoni mass ­ 1836,1 elektroni massi ­ 1,6726 · 1027 kg Neutroni mass ­ 1838,7 elektroni massi 1,6749 · 1027 kg Tuuma massiarv Prootonite ja neutronite koguarv on tuuma massiarv A (nukleonide koguarv) A A A = Z + N Z XN Z X Ühel keemilisel elemendil võib olla erineva massiarvuga tuumi. Neid nimetatakse isotoopideks Isotoobid Tuumi, mis sisaldavad sama arvu prooton

    Füüsika
    Tuumafüüsika raamatu küsimuste vastused
    3
    doc

    Tuumafüüsika raamatu küsimuste vastused

    1.Milline on aatomi ja tema tuuma suurusjärk? Tuuma mõõtmed on umbes sada tuhat korda väiksemad kui aatomil. Aatomi läbimõõt on suurusjärgus 10 (-10) m , tuumal aga 10 (-15) m . 2.Mis määrab aatomi massiarvu? Aatomi massiarvu määrab prootonite ja neutronite koguarv ehk A=Z+N. 3.Kuidas paiknevad tuumaosakesed tuumas? Tuum on ehituselt liitosake ning koosneb kahesugustest osakestest. Ei tuuma ega ta koostisosakesi ei saa kujutleda kui kõvu kehi, sest neil mõlemal on sisemine struktuur, puudub aga kindel välispind. Tuumaosakesed paiknevad tuumas kihiti. Tuuma osakesed prootonid ja neutrinid paiknevad tuumas tihedalt üksteise kõrval ja nende vahel on vastastikmõju. 4.Kirjelda tuumajõude. (IX kl.) Tuumajõud on ülitugevad, ei levi kaugele ning tuumajõud mõjub kõikidele osakestele ühte moodi.. See jõud on väikestel kaugustel palju tugevam kui tõukuv elektrostaatiline jõud prootonite vahel, kuid kaugemal kahaneb see peaaegu olematuks. 5.Mis määrab aatomi laengua

    Füüsika
    Nimetu
    4
    docx

    Nimetu

    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 positiivse laengu uurimiseks aatomi sondeerimist alfaosekestega, need tekivad raadiumi ja mõnede teiste keemiliste elementide radioaktiivsel lagunemisel. Alfaosakeste mass on elektroni om

    Füüsika




    Kommentaarid (3)

    angelazzy profiilipilt
    angelazzy: väga hea ja kasulik materjal!
    17:52 07-04-2010
    Pede_panda profiilipilt
    Pede_panda: Väga hea ja põhjalik .
    19:50 15-12-2011
    chukcha profiilipilt
    chukcha chukcha: vaga hea
    11:26 02-12-2009



    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun