Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Tuumafüüsika". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
doosssid, isotoobi, dooside, seoseenergia, tuumareaktsiooni, jood, isotoobid, ajavahemik, möödudes, mendelejevi, radioaktiivsus, voog, poolestusaegssidefekt, eriseoseenergia, tuumareaktsioonid, seisumasside, produktide, lõhustumine, nuclear, neeldunud, efektiivdoos, bekrell, kiiritusdoos, kahtlus, aatomituum, neutronitest, tuumajõud, süsinikkõigil isotoopidel ühesugused. Enamik looduslikke keemilisi elemente on isotoopide segud, millest tulenevad elementide mittetäisarvulised aatommassid. Keemilise elemendi ühed isotoobid võivad olla stabiilsed, teised radioaktiivsed . 2 Nukleonide vastastikmõju iseloomustatakse energeetiliselt tuuma seoseenergiana, see on võrdne tööga, mis kulub tuuma lahutamiseks koostisosadeks. Tuuma seoseenergia on töö, mis tuleb teha selleks, et viia tuuma nukleonid üksteisest sellisele kaugusele, kus nad üksteist enam ei mõjuta. Aatomi või tuuma potensiaalne energia on väiksem kõigi tema üksikute koostisosakeste potensiaalsete energiate summast, sest liitudes asetuvad osakesed madalamasse ( kollektiivsesse ) energiaolekusse ning kaotavad seega energiat.. Seoseenergia on selle potensiaalse energia erinevuse mõõt, energia, mida on vaja " teist teed tagasi minekuks ".
ainult tuumasisene osakeste ümberkorraldus. Nt. 168O168O+00 . Nihkereeglid: 1) - lagunemisel nihkub element perioodilisussüsteemis kahe koha võrra ettepoole. 2) - lagunemisel suureneb tuuma laeng ühe võrra ja element nihkub perioodilisussüsteemis ühe koha võrra tahapoole. 3) + lagunemisel element nihkub perioodilisessüsteemis ühe koha võrra ettepoole. Radioaktiivse lagunemise seadus: poolestusaeg(T) on ajavahemik, mille jooksul lagunevad pooled radioaktiivse aine tuumadest. Kõik radioaktiivsed ained lagunevad eksponentsiaalselt, N=N0·2 -t/T. (N-järele jäänud aatomite arv, N0-esialgne aatomite arv, t- ajavahemik, mille jooksul lagunemist vaadeldi, T-poolestusaeg). Neutron on tuuma laenguta osake, (tähis N, 01n). Prooton on positiivse laenguga tuumaosake, (tähis 11H, Z). Elektron on negatiivselt laetud osake, mis tiirleb umber aatomi tuuma elektronkattes elektronkihtidel, (tähis -10e , e−).
Ühel elemendil võib 1 olla erineva massiarvuga 1 H Tavaline ehk kerge vesinik tuumi, ehk teisiti neutronide arv võib olla erinev. 2 A 1 H Deuteerium ehk raske vesinik Z X Looduses esineval 92 3 elemendil on praegusel 1 H Triitium ehk üliraske vesinik ajal teada kokku üle 300 stabiilse isotoobi 9 Vesiniku isotoobid 2 1 H 1 3 1 H 1 H 10 http://phet.colorado.edu/et/simulation/isotopes-and-atomic-mass Aatommass Aatommass mõõdetakse aatommassiühikutes (u) 1 u = 1,66 1027 kg (see on 1/12 süsiniku aatomi massist)
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 laenguarvu? Millega see veel seotud on? Laenguarv väljendab tuumalaengu suurust elementaarlaengutes ja võrdub prootonite arvuga tuumas tuumas või elektronide arvuga aatomi elektronkattes. See on ühtlasi ka elemendi järjekorranumber perioodilisuse süsteemis. 6.Mis on isotoobid, mis on neis ühesugust ja mis erinevat? Isotoobid on sama elemendi erineva massiarvuga tuumad. Massiarvu erinevus tuleb erinevast neutronite arvust. Ühesugune on neil prootonie arv, kuid erinev võib olla neutronite arv ja seega ka massiarv 7.Millised on stabiilse tuuma tingimused? 1. Püsiva tuuma suurus peab olema piiratud. 2. Prootonite kui ka neutronite energiatasemed peavad olema täidetud alates madalamast 3. Reeglina on stabiilses tuumas neutroneid veidi rohkem kui prootoneid. 8
Üldvalem: β-kiirgus – elektronide voog. Tekib siis kui tuumas on liiga palju neutroneid, neutron laguneb ning sellest tekib elektron, prooton ja neutriino, läbimisvõime suurem (neeldub plastikus, klaasis või metallkihis). Üldvalem: γ-kiirgus – suure energiaga elektromagnetkiirgus. Ergastatud tuum läheb põhiolekusse ning kiirgab γ- kvandi, kiirgus suure läbimisvõimega, neeldub paksus tiheda aine kihis (teras, plii, betoon). Üldvalem: Poolestusaeg – ajavahemik, mille jooksul pooled radioaktiivse aine tuumadest on lagunenud. Tuumareaktsioon – aatomituumade muundumine vastastikmõjus mingi osakese või teise tuumaga. Kutsub esile mingisugune välismõju. Sobivaim osake esilekutsumiseks on neutron, tal puudub laeng ja tuumareaktorites tekkivat neutronivoogu saab ära kasutada. Tuumareaktsioonides vabaneb energia osakeste seoseenergia arvel. Kriitiline mass – on lõhustuva aine väikseim mass, mille korral tekib ahelreaktsioon.
võrra, tuuma mass jääb samaks. Element nihkub ühe ruudu võrra lõpu poole perioodilisuse süsteemis. 7. Mis on looduslik radioaktiivsus? Looduslik radioaktiivsus on looduses esinevate isotoopide tuumade iseeneselik muundumine 8. Mis on tehisradioaktiivsus? Tehisradioaktiivsuseks nimetatakse tuumareaktsioonide abil saadud isotoopide radioaktiivsust. Tehisradioaktiivsus on nähtus, kus tuumade pommitamisel kergete tuumadega tekivad radioaktiivsed isotoobid, mida looduses ei leidu. 9. Mis on poolestusaeg? Poolestusaeg T on ajavahemik, mille jooksul laguneb pool vaadeldava radioaktiivse elemendi tuumast. 10. Mis on ioniseeriv kiirgus? Kiirete osakeste voogu ja lühilainelist elektromagnetkiirgust nimetatakse ioniseerivaks kiirguseks. 11. Mis on kiirguse neeldumisdoos? Kiirgusi iseloomustav suurus, mis näitab, kui suur energiahulk neeldub 1kg aines. 12. Mis on ekvivalentne kiirgusdoos, kuidas tähistatakse, millistes ühikutes mõõdetakse?
+ positiivne (koosneb positiivsetest beetaosakestest ( ) positronidest. 5.Radioaktiivse lagunemise seadus. Rutherford tegi radioaktiivsete ainete lagunemise uurimisel katseliselt kindlaks, et radioaktiivsete ainete aktiivsus väheneb aja jooksul. Poolestusaeg on kindel aeg, mille jooksul iga radioaktiivse elemendi aktiivsus väheneb kaks korda. Poolestusaeg T on ajavahemik, mille jooksul laguneb pool olemasolevatest radioaktiivsetest aatomitest.Iga elemendi poolestusaeg on erinev, see võib ulatuda sekundi murdosast miljardite aastateni.Radioaktiivse lagunemise matemaatiline avaldis. Olgu algmomendil (t=0) radioaktiivsete aatomite arv Nnull. Poolestusaja möödudes on nende aatomite arv Nnull /2. Järgmise poolestusaja möödudes on radioaktiivsete aatomite arv 1/2*Nnull/2=Nnull/4=Nnull/2 ruudus
11.Loetle termotuumareaktori eeliseid lõhustumisreaktori ees. *Kütuse küllus. Radioaktiivsete jääkide puudumine 10.Tähtedel võib termotuumareaktsioon, mille tulemuses on vesiniku muutumine heeliumiks, kulgeda mitut võimalikku ahelatpidi. Kas energiasaagis sõltub ka konkreetsest ahelast? *Ei sõltu. Tähtis on alg-ja lõpp-tuumade seoseenergia 9.Miks ehitatakse termotuuma- ehk vesinikupomme selle asemel, et suurendada tavalise tuumapommi võimsust? *Sest vesinikupommi plahvatus ületab sadu kordi tavalise tuumapommi võimsuse 8.Miks ei saa reaktor töötada ilma neelajata *Töötingimused reaktoris muutuvad pidevalt. Kütuse hulk väheneb. Neelajaga saab paljunemistegurit reguleerida. 7.Nimetaga 2 põhjust, miks ei saa ahelreaktsioon toimuda prootonite toimel.
Kontrolltöö aatomi-ja tuumafüüsikast 1. Tuumafüüsika: tuuma ehitus, tuumajõud, nukleonid, seoseenergia (tuuma seoseenergia arvutamine massidefekti ja eriseoseenergia kaudu). 2. Tuumareaktsiooni mõiste. Tuumareaktsioonide võrrandite kirjutamine, lähtudes laengu ja massi jäävuse seadustest. 3. Radioaktiivsus ja selle liigid. Nihkereeglid alfa-, beeta- ja gammakiirguse kohta. Võrrandite kirjutamine. Poolestusaeg 4. Raskete tuumade lõhustumine neutronite toimel. Kiired ja aeglased neutronid. Ahelreaktsioonid. Kriitiline mass. Neutronite paljunemistegur. Aatomi tuum on mõõtmetelt suurusjärgus 10-13 cm. Tuum on väga suure tihedusega ning oma
Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prooton on posit elementaarlaenguga tuumaosake. Neutron on laenguta tuumaosake Prooton ja neutron on ligikaudu sama massiga. Prootoni ja elektroni laengud on võrdsed aga vastasmärgilised. Tuumas olevate prootonite ja neutronite vahel mõjuvad tuumajõud, mis hoiavadki tuuma koos. Tuumajõud elektrilisest jõust oluliselt tugevam, mõjuulatus on väga väike ja ei sõltu tuumaosakese laengust. Seoseenergia näitab, kui suur energia tuleb tuumaosakesele anda, et ta eralduks tuumast. Isotoop on keemilise elemendi teisend, milles prootonite arv on sama kuid neutronite arv on erinev. Sültuvalt neutronite arvust on tuum, kas stabiilne või radioaktiivne. Stabiilne tuum püsib muutumatu. Radioaktiivne tuum muundub iseenesest. Füüsika üldprintsiip: süsteem on stabiilsem olekus, kus energia on minimaalne.
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 prootoneid, kuid erineva arvu neutroneid, nimetatakse isotoopideks. 1 1 H 2 1 H 3 1 H 16 8 O 17 8 O 18
kiirguse omadused: *neeldub 0,5m petoonis või paari cm paksuses pliis *läbitungimisvõime kõige suurem *magnet ja elektriväljas kõrvale ei kaldu *inimesele äärmiselt ohtlik(rakutuumade lagunemine) 6. Poolestusaeg, aatomite keskmine eluiga nende seos. Radioaktiivse lagunemise seadus valemina. Poolestusaeg(T) on ajavahemik, mille jooksul lagunevad pooled antud aine radioaktiivsed tuumad (väheneb radioaktiivse kiirguse intensiivsus 2x). Mida suurem on poolestusaeg seda, pikem on aatomite keskmine eluiga. t - N = N0 · 2 T 7. U tuuma lõhustumine, tekkivad komponendid. U tuuma siseneb vaba neutron, mis viib tuuma tasakaalust välja ja selle tulemusel tekib: *2 kildtuuma (sagedaseimad Ba, Kr)
(IX kl.) Tuumajõud mõjuvad prootonite ja neutronite vahel ühtviisi tõmbuvalt, seda nimetetatkse ka tugevaks jõuks. See jõud on väikestel kaugustel palju tugevam kui tõukuv elektrostaatiline jõud prootonite vahel, kuid kaugemal kahaneb see peaaegu olematuks. 5. Mis määrab aatomi laenguarvu? Millega see veel seotud on? Laenguarvu määrab prootonite arv tuumas ehk tuuma laeng. See on ühtlasi ka elemendi järjekorranumber perioodilisuse süsteemis. 6. Mis on isotoobid, mis on neis ühesugust ja mis erinevat? Isotoobid on ühe elemendi erineva massiarvuga tuumad, ühesugune on neil prootonie arv, kuid erinev võib olla neutronite arv ja seega ka massiarv 7. Millised on stabiilse tuuma tingimused? 1. püsiva tuuma suurus on piiratud 2. tuum peab olema energeetiliselt põhiseisundis 3. tuuma energia peab olema antud osakeste arvu juures minimaalne. 8. Mida nimetatakse tuuma seoseenergiaks? Energia, mis vabaneb, kui üksikutest
tuumaosakesed tuumas? Tuumaosakesed paiknevad tuumas nagu elektronid elektronkihtides.Kirjelda tuumajõude? Tuumajõud on kõige tugevam jõud ehk tugevaim vastastikmõjuks.Tuumajõud hoiab võrdselt koos neutroneid ja prootoneid.tuumajõud ulatub 10 astmel -5m-1f.Mis määrab aatomi laenguarvu,millega see veel on seotud? Laenguarv väljendab tuumalaengut elementaarlaengus,aga võrdub ta elektronide arvuga elektronkattes.Elektronide ja prootonite laeng on võrdne ja vastand märgiline.Mis on isotoobid,mis on neis ühesugust,erinevat? Isotoobid on erineva massiarvuga ja sama laengu arvuga tuumad.Massi arv erineb neutronite arvu erinevuse tõttu.lMillised on stabiilse tuuma tingimused? looduses on erinevas koguses isotoope,mõned pole stabiilsed.Kui neutronid ja prootoneid asub tuumas ühepalju on tuum stabiilne.Energi tasemed ei saa olla täitmata.Mida nim tuuma seoseenergiaks? Seoseenergia näitab,kui suur energia vabaneb,kui üksikutest neutronitest ja prootonitest
tuumaosakesed tuumas? Tuumaosakesed paiknevad tuumas nagu elektronid elektronkihtides.Kirjelda tuumajõude? Tuumajõud on kõige tugevam jõud ehk tugevaim vastastikmõjuks.Tuumajõud hoiab võrdselt koos neutroneid ja prootoneid.tuumajõud ulatub 10 astmel -5m-1f.Mis määrab aatomi laenguarvu,millega see veel on seotud? Laenguarv väljendab tuumalaengut elementaarlaengus,aga võrdub ta elektronide arvuga elektronkattes.Elektronide ja prootonite laeng on võrdne ja vastand märgiline.Mis on isotoobid,mis on neis ühesugust,erinevat? Isotoobid on erineva massiarvuga ja sama laengu arvuga tuumad.Massi arv erineb neutronite arvu erinevuse tõttu.lMillised on stabiilse tuuma tingimused? looduses on erinevas koguses isotoope,mõned pole stabiilsed.Kui neutronid ja prootoneid asub tuumas ühepalju on tuum stabiilne.Energi tasemed ei saa olla täitmata.Mida nim tuuma seoseenergiaks? Seoseenergia näitab,kui suur energia vabaneb,kui üksikutest neutronitest ja prootonitest
Nad on suure massi ja kahekordse laenguga, ei liigu väga kiiresti ega suuda isegi paberilehte läbida. Positiivse laenguga, kallutatav elektromagnetväljas. Nahale sattumisel tekib päevitus. -kiirgus on 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
2. Tuum on: · kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. · Tema mõõtmed on umbes sada tuhat korda väiksemad kui aatomil. Tuuma on aga koondunud suurem osa aatomi massist. Tuuma suurust saab mõõta. · Tuuma koostisosad on prootonid (p) ja neutronid (n). Prootonite arv tuumas tähistatakse Z ja võrdub järjekorra numbriga Mendeljevi tabelis. Neutronite arv tuumas on N. A=Z+N (A-massiarv) 3. Isotoobid ühe ja sama keemilise elemendi erineva massiarvuga aatomid (prootonid peab olema ühepalju, aga neutronite arv erinev). 4. Tuuma hoiavad koos tuumajõud. Need on eriliik jõudusi, mis on prootonite ja neutronite sees mõjuvad jõud. Tuumaosakeste vahel on tugev vastastikmõju. Tuumajõudude iseärasus on see, et need on kõige tugevamad looduses olevad jõud. Mõjub ainult tuumas. 5. Radioaktiivsus: · kiirgus, mis väljub mõningate aatomi tuumadest iseeneslikult ilma välismõjuta
süsinikuühendeid. Samas ei ole tuumaenergia taastuvenergia, sest teda saadakse tänapäeval fossiilsest kütusest uraanist - mille varud on lõplikud ja ammenduvad lähema saja aasta jooksul. Füüsikalised alused Kasutatud jooniseid veebidest http://230nsc1.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html ja http://www.hpwt.de/Kerne.htm Keemilised elemendid ja isotoobid Aatomid koosnevad positiivselt laetud tuumast, milles sisalduvad prootonid ja neutronid; ning tuuma ümber tiirlevatest elektronidest, mille arv võrdub prootonite arvuga. Prootonite arv tuumas määrab ära, mis elemendiga on tegemist. Perioodsuse tabelis on elemendid sorteeritud just prootonite arvu järgi. Igal elemendil võib olla mitmeid isotoope. Isotoobid on aatomid, mille tuumas on sama arv prootoneid, aga erinev arv neutroneid, mis tähendab et isotoobid
alfakiirgusel, kuid siiski palju väiksem kui gammakiirgusel. Beetakiirguse peatamiseks on vaja õhukest metall- lehte.Beetakiirgus võib tekitada kiirgustõbe, vähki ja surma.Beetaosake = elektron, massiarv 0, laeng -1. - kiirgus-gammaosakestel seisumass puudub, energia on kõige väiksem.ohtlik kiirgus, mis on kõige enam põhjustatud selle läbitungimisvõimest.kasutusel piirivalves ja ka nt. meditsiinis.gammaosake = gammakvant, massiarv 0, laeng 0 Tuuma seosenergia. Aatomituuma seoseenergia on energia, mis on tarvis aatomituumale anda, et lõhkuda see üksikuteks nukleonideks Eriseosenergia Eriseosenergia on seoseenergia ühe nukleoni kohta. Massidefekt Massidefekt on aatomituuma moodustavate prootonite ja neutronite seisumasside summa ja aatomituuma seisumassi vahe. Aatomituuma massidefekt on võrdne tuuma seoseenergiaga. Tuumareaktsioon Tuumareaktsioon on kahe aatomituuma või elementaarosakese ja aatomituuma kokkupõrge, mille
Graafik- algul langeb kiiresti neutronid ja prootonid kokku) e massiarv; N-neutronide arv; kiirguse intensiivsus, hiljem aeglasemalt, lõplikult ei kao Z-prootonite arv, mis on võrdne elemendi kunagi N=N0/(2t/T), m=m0/(2t/T); N0-aatomite arv alghetkel, järjekorranumbriga perioodilises süsteemis ja võrdne N- aatomite arv aja t pärast, m0- mass alghetkel, m- mass aja tuumalaenguga(elementaarlaengu ühikutega) ja võrdne ka t möödudes Radioakt mõõtühikud: 2 liiki mõõtühikuid: 1) elektronide arvuga neutraalses aatomis Tuumade radio kat ainet iseloomustavad mõisted ja ühikud: liigid:1)massi järgi- kerged(tabeli alguses) ja rasked(tabeli põhimõistes- radioakt preparaadi aktiivsus- näitab, mitu lõpus) 2)stabiilsuse järgi: stabiilsed-püsivad koos kuitahes tuuma sekundis laguneb. SI süsteemi mõõtühik: 1s-1 (loe: 1 kaua
lakkab. 2,2*10-15m tuuma mõjuraadius). Küllastatavus- ühe nukleoni ümber mahub teatav arv nukleoneid, naabernukleonite vahel on tugev vastastikmõju (veetilk). 3)Tuumamass:aatommassiühikutes( 1/12 612C aatomi massist). Ühele AMÜ-le vastavalt Einsteini valemile E=mc2. Aatommassi ühik: Tuumafüüsikas kasutatav süsteemiväline mõõtühik. Üks AMÜ(u) on võrdne 1/12-ga süsiniku isotoobi 612C aatomi massist.1u= 1,6605402*10- 12 kg= 931,5 MeV Isotoop: keem.el teisend, mille aatomituumas on sama arv pr, kuid erinev arv neutr. 4) Seosenergia: nukl vastastikmõjuen. vastandväärtus.Võrdne tööga, mis kulub tuuma lahutamiseks koostisosadeks. Es= mc2= ( Zmp+ Nmn- Mt)* 931,5 MeV. Eriseosenergia on tuuma seosenergia ühe nukleoni kohta. Massidefekt: tuuma moodustavate nukleonide masside summa ja selle tuuma massi vahe. M= Zmp+ Nmn- Mt. 5) Radioaktiivsus:
· Tuumapommi ehitus Tuumapommis on radioaktiivne aine jaotatud mitmeks osaks, tavaliselt kaheks. Nende osade mass on alla kriitilise massi (kui nende mass ületaks kriitilist massi, toimuks plahvatus). Pommis tekitatakse olukord, (nt läbi muu aine lõhkemise) kus kõik radioaktiivne aine osad surutakse kokku ning siis ületab see kriitilise massi ja tekib tuumade lõhustumine ahelreaktsioonina. Selle käigus vabanev suur energia hulk põhjustab tugeva plahvatuse. · Seoseenergia ja eriseoseenergia. Massidefekt Seoseenergia on energia, mida on vaja tuuma lõhustamiseks üksikuteks nukleonideks ehk prootoniteks ja neutroniteks. Eriseoseenergia on seoseenergia ühe nukleoni kohta, seda saab leida seoseenergia jagamisel nukleonide arvuga. Tuuma seisumass on väiksem kui nukleonide seisumasside summa. Massidefekt on nukleonide seisumasside summast lahutatud tuuma seisumass. Z*Mp+N*Mn>Mt (Z-prootonite arv, Mp- prootoni mass, N-neutronite arv, Mn-neutroni mass, Mt-tuuma mass)
Z X tähis aatomi mass aatommassiühikutes Z keemilise elemendi järjekorranumber, prootonite arv, elektronide arv A Z neutraalse aatomis, tuuma laeng elementaarlaengutes Isotoobid on keemilise elemendi aatomid, mille tuumades on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Kõikidel elementidel on isotoobid. Isotoobid on ühesuguste keemiliste omadustega. Radioaktiivsus on mõningate isotoopide omadus iseeneslikult (spontaanselt) laguneda, muutudes teisteks isotoopideks või keemilisteks elementideks. Radioaktiivsel lagunemisel muutub aatomi tuum ja sellega kaasneb kiirgus. Radioaktiivse -kiirgus heeliumi tuumade voog (positiivne laeng)
Z X tähis aatomi mass aatommassiühikutes Z keemilise elemendi järjekorranumber, prootonite arv, elektronide arv A Z neutraalse aatomis, tuuma laeng elementaarlaengutes Isotoobid on keemilise elemendi aatomid, mille tuumades on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Kõikidel elementidel on isotoobid. Isotoobid on ühesuguste keemiliste omadustega. Radioaktiivsus on mõningate isotoopide omadus iseeneslikult (spontaanselt) laguneda, muutudes teisteks isotoopideks või keemilisteks elementideks. Radioaktiivsel lagunemisel muutub aatomi tuum ja sellega kaasneb kiirgus. Radioaktiivse -kiirgus heeliumi tuumade voog (positiivne laeng)
Tuumafüüsika füüsika haru, kus uuritakse aatomituuma ehitust ja selles toimuvaid protsesse · Tuuma löbimõõdu suurjusjärk on 10 (astmes) -14 m · Aatomituuma peamiste karakteristikute hulk kuulub elektrlaeng · Elemendi järjenr Mendelejevi tabelis on sama suur kui tuumalaeng · Lihtaine koosneb ühesuuruse tuumalaenguga aatomitest · Aatomituum koosneb prootonitest (pr) ja neutronitest (ne) · Tuumalaeng q=Ze ( q- keemilise elemendi tuumalaeng; Z laenguarv, mis näitab pr arvu tuumas; e prootoni elektrilaeng) · A= Z + N (N ne arv) · Mn 55 massiarv ( pr + ne); 25 laenguarv (pr arv) · Isotoop keemilise elemendi teisend
a-kiirgus. Alfakiirgus koosneb a-osakestest, mis osutusid tuumadeks 2He4 b-kiirgus. Beetakiirgus koosneb kiiretest elektronidest või positronidest, mis liiguvad kiirusega ~c g-kiirgus. Gammakiirgus osutus eriti lühilaineliseks elektromagnetiliseks kiirguseks, mis koosneb footonitest. Footonitel puudub mass ja kõik elektromagnetilised kiirgused levivad vaakumis sama kiirusega kui valgus alfakiirgus kaks prootonit + kaks neutronit ehk He tuum Alfalagunemisel väheneb Massiarv (A) 4 võrra Laengu arv (Z) 2 võrra Tekib uue keemilise elemendi tuum Alati kaasneb ka gammakiirgus Alfaosake on He tuum Pole suure läbitungimisvõimega, varjestuseks piisab paberilehest Õhus teepikkus 1-2 cm Emiteeritakse suurte ebastabiilsete tuumade poolt Pole oluline ohuallikas Raske detekteerida beetakiirgus suure energiaga elektronid Beetalagunemisel qMassiarv (A) ei muutu Laengu arv (Z) suureneb/väheneb ühe võrra Beetaosake on Elektron Positron Tekib uue keemilise elemendi tuum Tavaliselt ka
tiirlevad vaheldumisi prootonid ja neutronid. 2) Milles seisneb massidefekt? – Prootonite ja neutronite üldnimetus on nukleonid. Kui mingi arv nukleone ühinevad aatomituumaks, siis moodustunud tuuma mass on väiksem ühinenud nukleonide kogumassist – seda erinevust nimetataksegi massidefektiks. Osa nukleonide massist muundub energiaks, mis hoiab tuumaosakesi ehk nukleone koos. Seda massi vähenemist nimetatakse massidefektiks. 3) Mis on tuuma 1) seoseenergia, 2) eriseoseenergia, millise ühikuga seda mõõdetakse? – Tuuma 1) seoseenergiaks nimetatakse energiat, mis kuluks tuuma lõhkumiseks üksikuteks osadeks – prootoniteks ja neutroniteks. 2) eriseoseenergiaks nimetatakse energiat, mis kulub üksiku tuumaosakese eraldamiseks aatomituumast. 4) Kirjelda tuumareaktsioone: 1) raskete tuumade lõhustumisreaktsioon ehk ahelreaktsioon, 2) termotuumareaktsioon ehk kergete tuumade ühinemisreaktsioon?
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.
aktiivsus väheneb pooleni esialgsest Tuumajäätmete radioaktiivsus Nihkereegel - alfa lagunemisel kaotab tuum laengu 2e ja tema mass väheneb nelja aatommassiühiku võrra. Selle tulemusena nihkub element perioodilisuse tabelis kahe koha võrra ettepoole. Beeta lagunemisel suureneb tuuma laeng ühe võrra ja element nihkub perioodilisuse tabelis ühe koha võrra tahapoole. Kriitiline mass - aine kogus, millest väiksema korral ahelreaktsioonid ei vallandu Aatomituumade seoseenergia - Aatomituumade seoseenergia on see energia, mis kulub aatomituuma lõhustamiseks üksikuteks prootoniteks ja neutroniteks Massidefekt - Aatomituuma moodustavate prootonite ja neutronite seisumasside summa on suurem nendest moodustunud seisumasside summast Tuumareaktorid - Põhimõtteks on tuumade lõhustumise ahelreaktsioon on rakendatav ka kasuliku energia tootmiseks. Soodsad tingimused Suure tuumamassiga aatomituumade ahelreaktsioon - Kui Uraan 235
Tuumajõud seob nukleonid tuumas ühtseks ehk hoiab tuumaosakesed koos. Massidefekt Vabade nukleonide masside summa on suurem kui tuumaks koondunud sama arvu nukleonide oma. Seda masside vahet nimetatakse massidefektiks. m = Zmp + Nmn M, kus Z on tuuma laenguarv (prootonite arv tuumas), m p prootoni mass, N neutronite arv, mn neutroni mass ja M tuuma mass. Seoseenergia Energia, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks ( E s ). Mida suurem on tuuma seoseenergia, seda stabiilsem ta on. Energiat mõõdetakse elektronvoltides (eV). 1eV = 1,610-19 J Isotoopide kohta võid täiendavalt lugeda: http://et.wikipedia.org/wiki/Isotoop Aatomituuma kohta võid täiendavalt lugeda: http://et.wikipedia.org/wiki/Aatomituum 8. teema radioaktiivsus Radioaktiivsus Teatud keemiliste elementide omadus iseeneslikult kiirata elektromagnetkiirgust või suure energiaga osakesi nimetatakse radioaktiivsuseks (lad. radio+activus - kiirgustoime).
Radioaktiivne lagunemine toimub iseeneslikult ning sellel ei pea olema välist põhjust. Kuna protsess toimub juhuslikult, siis pole võimalik ennustada, milline aatom järgmisena laguneb ja kõik radioaktiivsust kirjeldavad valemid kehtivad vaid statistiliselt, suure aatomite arvu korral. Katseliselt on väga keeruline kindlaks teha, kas radioaktiivne lagunemine on juhuslik või tundub see ainult juhuslik, sest lagunemise põhjust pole teada. Isotoobid on aatomid, millel on ühesugune prootonite, kuid erinev neutronite arv. Ühel keemilisel elemendil on üldjuhul mitu isotoopi: näiteks vesiniku isotoobid on vesinik, deuteerium ja triitium. Kõikidel elementidel on radioaktiivseid isotoope, kuid mitte radioaktiivseid isotoope kõikidel elementidel pole. Radioaktiivsete ainete tähistamiseks ei piisa enam keemilise elemendi sümbolist, sest ühe tähise taga varjab end mitu isotoopi, millel on ka erinevad füüsilised omadused
alati välise mõjutuse tulemusena näiteks vaba neutroni neeldumise tagajärjel. Tuumalõhustumise tagajärjel tekkivad uued tuumad on lõhustuvast tuumast palju väiksemad. Lisaks tekib tuumalõhustumisel ka paar-kolm vaba neutronit ja eraldub gammakiirgust. Termotuumareaktsioon on tuumareaktsioon, kus kergemate aatomituumade tuumaühinemise tulemusel kõrge temperatuuri(10 miljonit kraadi) ja rõhu juures tekivad raskemad aatomid. Poolestusaeg on aeg, mille jooksul pooled vastava isotoobi tuumadest on lagunenud. Tuumareaktor on seade, kus rakendatakse tuumade lõhustumise ahelreaktsiooni energia tootmiseks. Neutronite paljunemistegur võrdub ühega s.t reaktsiooni kiirust hoitakse konstantsena. Kütuseks kasutatakse 235U. Ahelreaktsiooni aeglustamiseks kasutatakse grafiiti või teuteeriumi. Et reaktsiooni reguleerida viiakse reaktorisse kaadiumist juhtvardad, mille liigutamisega saab peatada või alustada reaktsiooni.
definitsiooni tagapõhjaks on asjaolu, et keemilised ained koosnevad aatomitest, mille aatomnumber keemiliste reaktsioonide ega muude tavaliste muundumisprotsesside käigus ei muutu. Aatomnumber muutub ainult tuumareaktsioonides. Eri keemiliste elementide olemasolu tuleneb sellest, et ainete keemilised omadused olenevad põhiliselt nende molekulide koosseisus olevate aatomite aatomnumbrist. 7. isotoop Mingi keemilise elemendi isotoobid on selle aatomite tüübid, mis erinevad massiarvu (A) poolest. Järjenumber ehk aatomnumber ehk laenguarv (Z) langeb neil kokku. Sõna tuleb kreekakeelsest sõnast isotopos 'samal kohal olev': isotoobid on perioodilisustabelis ühel ja samal kohal. Järjenumber vastab prootonite arvule aatomis. Seega langeb ühe ja sama elemendi isotoopidel prootonite arv aatomis kokku. Massiarvude erinevus tuleneb erinevast neutronite arvust aatomituumast
annaabi.ee 
