Tuumafüüsika (0)

1.Tuuma ehitus. nukleon .
Tuum: *on kerataoline keha aatomi keskmes,mille ümber tiirlevad elektronid *mõõtmed 10-15m *koosneb prootonitest ja neutronitest *nukleon on prootoni ja neutroni ühisnimetus * prootonil positiivne laeng * neutron on elektriliselt neutraalne tuuma osake
Tuuma ehitus: *tuuma osakesed asuvad teatud energiatasemetel *ühel energiatasemel saab olla piiratud arv osakesi *prootonite ja neutronite energiatasemed on üksteisest sõltumatud *prootonite seoseenergia on väiksem kui neutronitel *seoseenergia-energia, mis oleks vaja osakesele anda,et teda täielikult tuumast vabastada
2. Isotoobid
*Ühel elemendil võib olla erineva massiarvuga tuumi ehk isotoope. *massiarv-neutronite ja prootonite koguarv (A=Z+N)(Sama Z juures võib N, seega ka A olla erinev)
3.Stabiilse tuuma tingimused
1.Tuuma võimalik suurus on piiratud 2.Stabiilsel tuumal on energiatasemed täitunud järjest 3.Neutroneid on veidi rohkem kui prootoneid
4. Radioaktiivsus ,radioaktiivne kiirgus
*radioaktiivsus –on tuumade võime iseeneslikult kiirata
*γ-radioaktiivsus e γ-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 γ- kvandi . γ –kiirgus on kõige suurema läbitungimisvõimega ja seda kiirgust peatab u poole meetrine betoonikiht.
*β-lagunemine-β-kiirgus tekib siis, kui tuumas on neutroneid liiga palju. Neutron muutub prootoniks ja selle protsessi käigus tekib elektron . β kiirgus on elektronide voog . Tekkiv uus tuum on ergastatud ja βlagunemisega kaasneb ka γ-kiirgus.
*α-lagunemine-α-lagunemise käigus vabaneb tuumast α-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. poolestusaeg –aeg, mille jooksul vaadeldavate radioaktiivsete tuumade arv väheneb pooleni esialgsest(NT.plutooniumi poolestusaeg on 24 400 aastat)
6. tuumareaktsioonid
*tuumareakts-des tekivad uued isotoobid *tuumareaktsioone kutsutakse esile neutronite voogudega, sest neutron tänu laengu puudumisele liitub kergesti tuumaga , tuues kaasa reaktsiooniks vajalikku kineetilist energiat.
*tuumareaktsioone on 2 liiki : 1.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 *reaktsiooni kiiruse reguleerimiseks viiakse reaktorisse neutroneid neelavat ainet, nt kaadmiumi. Kaadmiumist juhtvarraste nihutamisega uraani ja aeglusti segus saab reaktorit käivitada ja hoida paraja võimsuse juures,seisata * torustik -vesi kannab soojuse reaktorist välja, kus see kasutamist leiab *paksuseinaline kiirguskaitse- nt 2m betooni
10. tuumapomm . aatompomm .kriitiline mass.
* Tuumapomm ehk aatomipomm on suure plahvatusjõuga lõhkekeha, kus energia vabaneb raskete aatomituumade lõhustumisel. Lõhustuv aine paikneb kahes osas,mis mõlemad on nii väiksesed, et juhuslikul tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid väljuvad ainest ilma uusi tuumi kohtamata. Suuremas ainekoguses läheb vähem neutroneid kaotsi.
*kriitiline mass-kasutatakse igast lõhustumisest tekkinud neutroneist ära keskmiselt üks uue lõhustumise tekitamiseks ja reaktsioon kulgeb muutumatu kiirusega.
*pommi lõhkamiseks surutakse kaks poolkerakujulist ainekogust tavalise lõhkeaine plahvatuse abil kokku suuremaks kehaks, mille masson ülekriitiline. Ülekriitilises ainekoguses neeldub niipalju neutroneid, et nende hulk kasvab järjest ning areneb ahelreaktsioon.
11. termotuumareaktsioonid
* Termotuumareaktsioon on tuumareaktsioon , kus kergemate aatomituumade ühinemise tulemusel kõrge temperatuuri ja rõhu juures tekivad raskemad aatomid.
*termotuumapomm ehk vesinikupomm -südamiksu on tavaline lõhustumis-tuumapomm.selle lõhkemisel tekib ülikõrge temp , mis käivitab termotuumareaktsiooni.
12.termotuumareaktsioon tähtedes
*päikese ja tähtede energiaallikas on termotuumareaktsioon
*termotuumaetapid päikesel: 1.prooton põrkab elektroniga 2.põrkel tekib neutron, eraldub neutriino 3.prooton ühineb neutroniga deutroniks 4.2deutronit põrkuvad 5.tekib heeliumi tuum
* Termotuumareaktsioonide käigus kiirgub tähtedelt tohutu hulk energiat (soojust ja valgust).
*13.Tuumkütuse tsükkel

• Kaevandamine ja eraldamine
  
• Konversioon
  
• Rikastamine
  
• Rekonversioon
  
• Tuumkütuse valmistamine
  
• Tuumareaktorid ja teenindus
  
• Kasutatud tuumkütus
  
• Ümbertöötlemine
  

*14.Radioaktiivsed jäätmed.Kasutatud tuumkütus
* ülimalt radioaktiivset kasutatud kütust hoitakse eribasseinis paksu veekihi all või massiivsete betoonseintega kuivhoidlas
*maa-alused lõppladustuspaigad