Tuumafüüsika (0)

Tuumajõud - Tuumajõud on erilised jõud füüsikas. Nad mõjuvad tuumaosakeste vahel ning nad on tõmbejõud. Nad on maailma tugevaimad jõud massiosakese kohta. Tänu tuumajõududele on tuuma lõhustamine väga raske. Seoseenergia – nim energiat, mis on vajalik, et lõhustada tuum täielikult ükiskuteks osadeks. Kuna tuuma jõud on väga suured, siis on see energia massiühiku kohta tohutult suur. Kuna peab kehtima energiajäävuse seadus, siis peaks vastupidises protsessis osakestest moodustub (tuum)hoopis eralduma energia. Reaalsuses see energiaga eraldub. Massidefekt - Osutub, et tuuma moodustavate osakeste masside summa on alati suurem kui osakestest moodustunud tuumamass. Seda massi vahet nim massidefektiks. Eriseosenergia – see on seosenergia ühe massiühiku kohta. Graafikult näeme, et kõige suurema eriseosenergiaga on raua ümbruses olevad elemendid. St, nad on kõige püsivamad elemendid. Tabeli lõpuelementide vastav energia on aga väiksem, see tõttu on nad ebapüsivad ja lagunevad tabeli keskosa elementideks, mille vastav energia on suurem. Sellest järeldub, et tagumiste elementide lõhustumisel eraldub energia. Uraan (92 üleval, 238 all) , st 92 prootonid , 146 neutronit. Ebapüsiv, poolestusaeg on ülipikk 4,5 miljardit aastat. Ahelreaktsiooni tekitamiseks on vajalik 1 neutron . Kui ta pommitab U- 235’te lõhustab ta tema kaheks kildtuumaks (tekivad: Krüptoon, baarium ), eraldub 2-3 neutronit ja väike kogus energiat. Näeme, et eralduv energia kasvab plahvatuslikult ehk ahelreaktsion kujutab endast tuumapommi plahvatust. Paljunemistegur – mingi põlvkonna eraldunud neutroni arvu jagatis eelneva põlvkonna neutroni arvuga. k= väljunud n / sisenenud n. k>1 toimub ahelreaktsioon k 1). Hiljem õpiti energiat kätte saama pideva protsessina, mis väljendus tuumareaktoris. Selleks, et energia eralduks pidevalt peab neutronite paljunemistegur k=1. Piltlikult öeldes tuleb reaktsioonist väljuvatest 2-3st neutronist lubada edasi reageerida ainult ühel. Reaktoris osa neutroneid aeglustatakse (raske vesinik) niivõrd, et ta ei ole suuteline U-235 lõhustama. Reaktoris ei pea olema puhas U-235, vaid ta on väikese protsendiga U-238 sees. U-238 poolt neelatakse samuti suur osa neutroneid (hea plutooniumi tootmiseks). Täpsemaks reguleerimiseks kasutatakse nn reguleerimisvardaid. Tuumaelektrijaamades, sõjanduses aatomiallveelaevad, lennukikandijad Termotuum - Seda kasutatakse nn vesinikupommideks, kus ülikõrge temperatuuri saamiseks lõhatakse kõige pealt tema kõrval olev tillukene aatomipommikene. Vesinikupommi võimsus massiühiku kohta on umbes 4x suurem. Sellist reaktsiooni nim termotuumareaktsiooniks. toimuda ainult väga erilistel tingimustel: 1. Ülikõrge temperatuur , 2. Ülikõrge rõhk. Praktikas on sellist ülikõrget temperatuuri võimalik saada ainult aatompommi plahvatusest. Tavaliselt kasutatakse reaktsiooni lähteproduktidena vesiniku ja tema isotoope. Looduslikult esineb termotuumareaktsioon tähtedel. Nende mass on niivõrd tohutu, et nende sees tekib tohutu rõhk, mis tekitab tohutu temperatuuri, mis paneb vesiniku reageerima . Täht ei plahvata, kuna suure massi gravitatsioon hoiab teda koos. Näiteks, element heelium avastati Päikeselt. Radioakt kasulikkus: tuumaenergeetika , tuumajõuallikas, tuumapommid, uued keemilised tehiselemendid, isotoopide tootmine/kasvatamine, vähiravi kahjulikkus: tuumapomm – radioaktiivne kiirgus, soojuskiirgus, valguskiirgu, lööklaine, radioaktiivne tolm – eriti ohtlik, kuna tolmujäänused jäävad kopsudesse, tekib nn kiiritustõbi ning selle tulemuse tekivad organismis muteeruvad rakud ,lisaks ohltik veel pärilikkusele