Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Atomenergia. Atomfizikai egységek Atomi tömegegység 1 u = a szén-12 atom tömegének 1/12 része 1 u = 1,66054∙10 -27 kg Energiaegység: elektron volt 1 e.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Atomenergia. Atomfizikai egységek Atomi tömegegység 1 u = a szén-12 atom tömegének 1/12 része 1 u = 1,66054∙10 -27 kg Energiaegység: elektron volt 1 e."— Előadás másolata:

1 Atomenergia

2 Atomfizikai egységek Atomi tömegegység 1 u = a szén-12 atom tömegének 1/12 része 1 u = 1,66054∙ kg Energiaegység: elektron volt 1 e - töltéssel rendelkező részecske mozgási energiájának változása 1 V gyorsító- feszültség hatására 1 eV = 1, ∙ J

3 Atomfizikai egységek Elemi töltés 1 e = 1, · C (p + – e - ) Tömeg – energia ekvivalencia E = mc 2 Fénysebesség c = ,2 m/s 1 u tömeg által képviselt energia E 1u = 1,4922 · J = 931,34 ·10 6 eV

4 Magfizikai alapok Atomot és atommagot felépítő (főbb) részecskék: proton, jele p +, pozitív töltésű (+1 e), tömege 1,00727 u; proton, jele p +, pozitív töltésű (+1 e), tömege 1,00727 u; neutron, jele n 0, semleges töltésű, tömege 1,00866 u; neutron, jele n 0, semleges töltésű, tömege 1,00866 u; elektron, jele e -, negatív töltésű (-1 e), tömege 0,00055 u; elektron, jele e -, negatív töltésű (-1 e), tömege 0,00055 u; pozitron, jele e +, pozitív töltésű (+1 e), tömege 0,00055 u. pozitron, jele e +, pozitív töltésű (+1 e), tömege 0,00055 u.

5 Magfizikai alapok Atommagot felépítő részecskék: proton és neutron: nukleon. Jelölések: protonszám (rendszám): Z; protonszám (rendszám): Z; neutronszám: N; neutronszám: N; tömegszám: A=N+Z. tömegszám: A=N+Z. Az elem jele:

6 Magfizikai alapok Magrészecskék közötti erők Coulomb-erő (taszító) Gravitációs erő (vonzó)

7 Magfizikai alapok Összetartó erő: magerők. Jellemzői: erős kölcsönhatás; erős kölcsönhatás; nukleonok között hat és töltésfüggetlen; nukleonok között hat és töltésfüggetlen; rövid (~ m) hatótávolságú; rövid (~ m) hatótávolságú; kicserélődési jellegű (p + →n 0, n 0 →p + ); kicserélődési jellegű (p + →n 0, n 0 →p + ); mezonok közvetítik. mezonok közvetítik.

8 Magfizikai alapok Az atommag potenciáltere

9 Magfizikai alapok Tömeghiány, kötési energia atomtömeg ≠ ∑(részecskék tömege) Részecskék (2m p+ +2m n0 +2m e- )=4,0330 u Atom(M)=4,0026 u Tömeghiány (ΔM):=0,0304 u Kötési energia B = E = ΔMc 2

10 Magfizikai alapok Fajlagos kötési energia (B/A)

11 Magfizikai alapok Atomenergia hasznosítás Könnyű magok → fúzió (egyesítés) Felszabaduló energia: [(B/A) kiinduló -(B/A) keletkező ]·A keletkező deutérium-hélium: Δ(B/A)=6,075 MeV energia = 24 MeV/He atom képződés

12 Magfizikai alapok Atomenergia hasznosítás Nehéz magok → fisszió (hasítás) 7,35 MeV/nukl.~8,2 MeV/nukl. felszabadul: ~0,9 MeV/nukl. energia = 200 MeV/ U atom hasadás

13 Atommagok stabilitása izotóp: Z=áll., N, A változó ugyanazon elem különböző tömegszámú változata izoton: N=áll., Z, A változó azonos neutronszámú elemek izobár: A=áll., N, Z változó állandó tömegszámú elemek

14

15 Természetes radioaktivitás Energiaminimumra való törekvés ↓ Bomlás, részecske kibocsátás ↓ Gerjesztett izotóp ↓ γ sugárzás ↓ stabil izotóp

16 Radioaktív bomlások Bomlások fajtái –β - -bomlás (negatív bétabomlás), –β + -bomlás (negatív bétabomlás), –K-befogás (inverz bétabomlás), –α-bomlás, –neutron-kibocsátás, –γ-foton kibocsátása, –izomer átalakulás.

17 Radioaktív bomlások β - bomlás (negatív bétabomlás) β - részecske: magból kilépő elektron izobár átalakulás neutrontöbblet csökken

18 Radioaktív bomlások β + bomlás (pozitív bétabomlás) β + részecske: pozitron (pozitív elektron) izobár átalakulás protontöbblet csökken

19 Radioaktív bomlások K-befogás (inverz bétabomlás) elektron befogás a K-héjról izobár átalakulás protontöbblet csökken röntgensugárzás

20 Radioaktív bomlások α-bomlás α-részecske: He atommag (2p + +2n 0 ) (nagytömegű elemekre jellemző) tömegszám csökken a termékmag gerjesztett γ-foton kibocsátás

21 Radioaktív bomlások n 0 -emisszió neutrontöbblet csökken izotóp átalakulás

22 Radioaktív bomlások Bomlást kísérő jelenségek γ-foton kibocsátás gerjesztett állapot → alapállapot izomer átalakulás β-részecske kibocsátás utáni tartósan gerjesztett állapot

23 Radioaktív bomlások A bomlás időbeli lefolyása (Q: forrástag) dN=(Q-λN)dT λ bomlási állandó, [λ]=1/s Ha Q=0 (csak bomlás): Megmaradó (anyaelem) magok száma: N=N 0 e -λT Keletkező stabil (leányelem) magok száma: N 0 -N=N 0 (1-e -λT )

24 Radioaktív bomlások Felezési idő, amikor N/N 0 =2 a felezési idő

25 Radioaktív bomlások Aktivitás, A Mértékegység: [A] = Bq. 1 Bq (becquerel) = 1 bomlás/s

26 Radioaktív bomlások Instabil közbenső mag A → B → C λ A λ B λ A λ B anyaelem-közbenső elem: dN A =-λ A N A dT közbenső elem-leányelem: dN B =λ A N A dT-λ B N B dT forrástag

27 Radioaktív bomlások Instabil közbenső mag

28 Radioaktív bomlások Többféle bomlási folyamat egyidejűleg pl. szervezetbe jutott radioaktív anyag effektív bomlási állandó: λ eff =∑ λ i effektív felezési idő: T eff =1/ ∑ 1/T i

29 Sugárzások hatásai α-részecske (nagytömegű, pozitív töltésű) ionizáció → ionpár keletkezik; ionizáció → ionpár keletkezik; abszorpció → új elem + neutronkibocsátás; abszorpció → új elem + neutronkibocsátás; rövid hatótávolságú (~cm..μm tartomány); rövid hatótávolságú (~cm..μm tartomány); inkorporáció esetén veszélyes. inkorporáció esetén veszélyes.

30 Sugárzások hatásai β-részecske (kistömegű, +/- töltésű) elektron gerjesztés → ionizáció; elektron gerjesztés → ionizáció; atomi erőtér → fékezési sugárzás → fény; atomi erőtér → fékezési sugárzás → fény; rövid hatótávolságú (~cm..mm tartomány). rövid hatótávolságú (~cm..mm tartomány).


Letölteni ppt "Atomenergia. Atomfizikai egységek Atomi tömegegység 1 u = a szén-12 atom tömegének 1/12 része 1 u = 1,66054∙10 -27 kg Energiaegység: elektron volt 1 e."

Hasonló előadás


Google Hirdetések