Tuumafüüsika (0)

TUUMAFÜÜSIKA
SISSEJUHATUS:
Aatomit tervikulikult uurides, tegeldi elektron katte ehituse... Hiljem hakati tegelema ka aatomituuma ehituse ja seal toimuvate seaduspärasuste uurmisega
Samal aastal püstitas Rutherford hüpoteesi ,et vesinike aatomi tuum on kõigi teiste keemilistelementide tuumade koostises. Seda osakest hakatigi nim. Prootoniks . 1920.A ennustas Rutherford ,et tuumas on ka laenguta osakesi. Neutron ise avastati 1932.a. Chadwick poolt .Füüsikud avastasid ,et tuumade lagunemisel vabaneb ,suurel hulgal energies , mida võiks kasutada energia tootmiseks ,kui ka aatompommi loomiseks. 1942a. Läks käiku esimene TUUMAREAKTOR Chicagos . 1945 a. visati esimene pomm Hiroshimale ja Nagasaki . 1954 a. hakkas tööle esimene aatomi Elektri jaam .
TUUMAJÕUD :
Nii nagu aatomit tervikuna , nii on ka tuumad väga püsivad moodustised . Selle selgitamisel sattsuid ,aga teadlased
raskustesse ,sest ei osatus arusaada mis hoiab tuuma nii stabiilselt oleks. See ei saanud olla gravitatsioonijõud , ega ka elektromagnet jõud. Hakati oletama ,et tuuma hoiab koos seni tundmatu vastikmõju liik. ( TUGEV VASTASTIK MÕJU ) Ja see ilmen ainult tuumades. Prootoneid ja neutroneid hoiab koos tuumajõud .
Tuumajõudude tunnused :
* prootonite ja neutronite vaheline jõud , ei olene elektri laengust .
RADIOAKTIIVSUS.
Loodusliku radiaktiivsuse avastajaks oli Becquerel ( 1898 ) , kui ta uuris Uraanisoolasid. Ta avastas ,et tekkiv kiirgus pole silmaga nähtav , aga ta on suure läbimis võimega. Hiljem leitsid abielu paar Marie ja Pierre Curie ,et selline nähtus on iseloomulik ka teistele keemilistele elemntidele.Nemad nimetasid selle Kiirguse radiaktiivseks kiirguseks. Curied leitsid ,et elektriväljas või magnetväljas jaguneb radioaktiivne kiirgus KOLMEKS ! Positiivsete laengute kaldumisel tekkis alfakiirgus , vastas suuda kaldus deltakiirgus ja otse gammakiirgus .Tehti kindlaks , et kõik elemendid , mille jürjekorra number on suurem kui 83 on radioaktiiivsed. Ning radiaktiivseid isotoope leidub praktiliselt kõikidel elementidel. Peale Ruthefordi Tuuma avastamist , seostati radioaktiivsust just Tuumadega.
Alfakiirguse moodustavad Heeliumi aatomituumad ( He tuumad , järjekorra nr 2, Aatomimass on 4 ) . Alfa lagunemise korral , lendavad tuumast välja osakesed , mille laengu arv on 2 ja masssi arv 4 ,see tähendab et tekkib uus keemiline element ,mis on perioodilisussüsteemis 2 kohta ees pool. Osakeste laine omaduste tõttu saab alfaosake lahkuda ka siiis , kui tema kineetiline energia on seose energiast väiksem seda nim. Tunneli efektiks. Alfaosakesed on väikese läbimis võimega ja nad ei suuda isegi läbida paberi lehte. Aega mille jooksul bisotoobi kogus väheneb pooole võrra , radiaktiivse lagunemise käigus nim. Poolestusajaks.Beetakiirgusn ilmeb siiis , kui kõige kõrgem neutronite poolt hõivatud energiatase on prootonitega täidetud energia tasemetes tunduvalt kõrgemal.Neutron ei saa prootoni tasemele laskuda ,kuigi võimuls on selleks olemas. Seepärast neutron muutuma ise prootoniks. Ka vaba tuumaga sidumata neutron muutub varem või hiljem prootoniks, selle käigus tekib Elektron ja veel üks kerge neutraalne osake antineutriino.
NB ! Beeta lagunemisel jäääb tuumamassiarv muutumatuks ,kui tuumalaeng suureneb 1 võrra.
Tekib uuus keemiline element mis on perioodilisus tabelis 1 koht tagapool. Beetakiirguse peaks kinni plekktahvel.
Gammakiirgus e. Gamma lagunmine tekib juhul kui tuuma stabiilsus on rikutud.( Tuumaenergia on minimaalsest kõrgem ). Sellises olukorras liigub tuum stabiilsuse suunas ja selle käigus vabaneb ta liigsest energiast .Kui tuuma üks madalamates energiatasemetes pole lõpuni täidetud ,siiis on tuum ergastatud. Kui niii öelda " auk " on prootonite süsteemis , siiis langeb sinna prooton küõrgemalt tasemelt ( Sama ka Neutroniga ) . Selle hüppamise käigus kiirgub elektromagnetvälja kvant , kuna vabanev energia on väga suur ,siiis on ka tema sagedus suur ja läbimis võime suur.
Tuumareaktsioon.
Kui mitme keemilise molekulid ühinevad ,siis räägime keemilisest reaktsioonist. Kui aines toimuvad muutused tuumade tasemel ,siis rääägitakse tuumareaktsiooniodest. Tuuma reaktsiooniks nimetame aatmituumade muutumist vastatsteks mõjuks mingi osakese või teise tuumaga.Selle reaktsiooni käigus tekivad uued keemilised elemnedid. Tuuma mõjutavate osakesi nimetatakse alfa osakesteks.Tuuma reaktsioonid on väliselt mõjutatavad protsessid . . . Lisaks tehislikult esile kutsutud radioaktiivsusele esineb ka looduslikku radioaktiivsust ja see toimub iseeneslikult. .

• 
  tuumadelõhustumine on protsess mille käigus lõhustub kaheks või rohkemaks ,kergemaks ja enam-vähem võrde suurusega tuumaks.Selle käigus eralduvad neutronid. Tekkivad kildtuumad lendavad elektrostaatiliste mõju jõul laiali. Seega gineetiline energia suureneb ja potsentsiaalne energia saavutab miinimumi.Lisaks kildtuumade tekkimisel eralduvad ka mõned elektronid.Kildtuumad on radioaktiivsed ,sest neil on neutroneid rohkem kui stabiilsetes isotoobides.Neutron muutub prootoniks ja sellega kaasneb beeta lagunemine .Tuuma lõhutumisel on võimalik ...Raskete tuumade lõhustumisega kaasneb ka radioaktiiivne kiirgus.iseeneslik lõhustumine toimub looduslikult väga harva. ( Uraan 238 ) Peamiselt kutsutakse tuumade lagunemist tehislikult.Kegete tuumade ühinemine ehk tuuma süntees.
  

Sünttes on protsess mille käigus kaks kerget tuuma põrkyuvad ningn ühinevad. selle tulemusena tekib üks stabiilne ja raske tuum. Tuuma sünteesi protsessi käigus vabaneb väga suurel hulgal energiat , Aga selle toimumiseks on vaja väga kõrgeid temperatuure .Temperatuuril peavad olema miljoneid kraade , et tuumade gineetiline energia oleks piisavalt suur ,et teistele tuumadele läheneda.Looduslikult toimuvad sünteesi protsessid tähtedel.( nt . Päike )Maal on neid protsesse raske kasutada.Siiani on sünteesi protsessi kasutatud vaid vesinikpommides.Positiivne on see ,et sünteesi protsessiga ei kaasne radioaktiivset kiirgust. Kuna seee protsess vajab toimumiseks väga kõrgeid temperatuure , siiis kutsutakse seda ka Termotuuma reaktsioonideks.
Ioniseeriv kiirgus.
lisaks radioaktiivsetele kiirgustele võivad ka röndgen ja gamma kiirged ironiseerida , seda nim . Ioniseerivaks kiirguseks. On selgunud ,et ioniseeruv kiirgus mõjutab bioloogilist objektide aatomit ja aatomite keemilist kiirgust.Selle tagajärjel moodustuvad organismis võõrmolekulid , mis tekitavad nt . vähirakke või hukutavad vajalikud rakud .Ioniseeruv kiirgus võib esile kutsuda ka geneetilisimutansioone. Kiirguse mõju organismidele iseloomustatakse kiirguse neeldumisdoosiga.See on ioniseeruva kiirguse energia ja kiiratava aine massisuhe.kiirguse mõju organismile sõltub kiirgusedoosist. Kergemal juhuln võivad tekkida päikesepõletust meenutavad kahjustused , see aga võib põhjustada ka silmakaed , vereloome häired , leukeemia , ja suurtes doosides surm . inimene talub pikemajalist ühtalstdoosi paremini kui korraga saadud suurt kiirgus hulka. tegelikult ümbritseb meid igapäevaselt looduslik kiirgusvoog ,aga ta ei ole sellises koguses kahjulik.
Atmosfääris tekkib kosmilisekiirguse koostises esinevate neutranite mõjul süsinikku radiaktiivse isotoobi aatomit.Õhuhapniku toimel oksuteeruvad nad ja on sõsihappe gaasi koostise sja osalevad niimoodi sõsiniku ringluses. Peale organismide surma väljuvad nad süsinikke ringest ja tasapisi hakkab süsiniku kogus vähenema. Hiljem saabgi määrata surnud objektis määrata kui palju isotoope on vähenenud ja niiviisi määratksegi vanus. Sellist meetodit saab kasutada 60 000 aastaste proovide puhul.määratava objekti vanus peab olema vähemalt 50 - 60 aastat .
TERMOTUUMAELEKTRIJAAM.
Termotuumaelektrijaam , töötaks tuumasünteesi põhimõttel . Triitium + deutreerium võrdub heelium . Tuumakütust on võimalik toota MEREVEEST ! Siiani pole suudetud sünteesi reaktsiooni esile kutsuda ,sest oole leiutatud materiaale mis peaks vastu miljonitele kraadidele.kui suudetaks termotuuma juurutada , oleks see siis ammmendamatu energia varu.Selviisil energia saamine ei saastaks keskkonda radioaktiivse kiirgusega ega üleliigse süsihappegaasiga. Üritatatakse vitmiini kapsli suurune tuumakütuse kogus, suruda laserkiirte abil ,ülitihedaks kogumikusks. See kutsuks esile minivesinikpommi plahvatuse ja omakorda sellega kaasneb ahelreaktsioon. Kui reaktori seintesse paigaldada ka liitium saab reaktoris endas tootas Triitiumi , mida uuesti ringlusse lasta . Aaastaks 2025 on kavas taoline siuke TermotuumaEleketrijaam. Ehitatav Termotuumareaktor , ehitatakse tõenäoliselt Prantsusmaale. Kuumust taluv materisl plasma , tuleb elektri- ja magnetvälja mõjul reaktori seintes eemale hoida.
SILLAMÄE KEEMIAKOMBINAAT - SILMET
Sillamäel alustati diktatüoneema kilda kaevamistega ning sellest uraani nikastamisega 1946 . Ühes tonnis diktaüoneemi kildas sisaldus umbes 300 grammi uraani.Kaevantati 14 meetri sügavuselt ja seda aastani 1952 . Teine kaevandus planeeriti aastaks 1957 , aga see ei valminudgi .Kokku kaevandati 6 aastaga 240 000 tonni maaki . Peale kaevandamise sulgemist veeti maaki sisse Tšehhist , Ungarist , Poolast , Rumeeniast , Bulgaariast , Sakamaalt ja Nõukogude Liidust . Muldmetall ja väärismetalle rikastatkse Silmetis tänapäevani .Kokku on Sillamäel töödeldud üle 4 miljoni tonni Uraanimaaki . Uraani rikastamine lõpetati 1970 .Tootmis alguses paigutati rikastus jäägid lihtsalt Päite neeeme mererannale. 1959 aastal ehitati selle ümber põlevkivi tuhast tamm , peale mida hakkas hoidla järjest kõrgemaks kasvama . Tänaseks on jäätmehoidla 33 hektari suurusel maaalal , kus on niii vedelaid kui tahkeid jääke .
Jäätmehoidlaga seotud keskkonna probleemid :
1. Kahkjulike ühendite välja reostumine merre.
2. Tuule kanne .
3. Lainetus purustab ja nõrgestab pidevalt tammi .
4.Radiaktiivne kiirgus ületab 30 - 50 korda üldist fooni .
Otsene mõju on vaid mine saja meetri ulatuses , probleemiks on aga lenduv radioon . Sillamäe jäätma hoidla on hotlikusest Euroopas 4. kohal .1999 aastal alustati 300 miljonit krooni maksva projektiga , mille käigus kindlustati Tammi ja hoidla kaeti pinnasega ( kaeti mullaga ) , ning üritati haljastada .