A maghasadás és a magfúzió

Az előadások a következő témára: "A maghasadás és a magfúzió"— Előadás másolata:

1 A maghasadás és a magfúzió

2 A sugárzás és az anyag kölcsönhatása
- Az erős sugárzás ionizáló hatású. - Különösen nagy sugárzásnak hő hatása is van. - A lelassult részecskék viselkedése:  sugárzás – két elektron felvesz és He atommá alakul β sugárzás – ionok veszik fel Ϫ sugárzás - elnyelődik A sugárzás egy része az anyagban elnyelődik és átalakul A sugárzás egy része az anyagban elnyelődik és átalakul A sugárzás egy része az anyagban elnyelődik és átalakul A sugárzás egy része az anyagban elnyelődik és átalakul A sugárzás egy része az anyagban elnyelődik és átalakul A sugárzás egy része az anyagban elnyelődik és átalakul A sugárzás egy része az anyagban elnyelődik és átalakul A sugárzás egy része az anyagban elnyelődik és átalakul - Az erős sugárzás ionizáló hatású. - Különösen nagy sugárzásnak hő hatása is van. - A lelassult részecskék viselkedése:  sugárzás – két elektron felvesz és He atommá alakul β sugárzás – ionok veszik fel Ϫ sugárzás - elnyelődik

3 A radioaktív sugárzás biológiai hatása
A sugárzás ionizálja a molekulákat - a sejtek működésének zavara (daganatok) - esetleg a DNS-t torzítja (öröklődési problémák) A sugárzás következménye annak dózisától függ MÉRÉSE: Elnyelt dózis: De=E/m [J/kg]= [Gy] (gray) Dózisegyenérték: H=Q*De [J/kg]= [Sv] (sievert) Q minőségi tényező. A sugárzás viszonyítása a röntgen sugárzáshoz. Megjegyzés: 1 mSv többletsugárzás esetén 100 ezer ember közül 1-2 embernél valószínűsíthető rákos megbetegedés.

4 Természetes háttérsugárzás
Természetes sugárterhelés: 2,4 mSv/fő év

5 A radioaktív sugárzások gyakorlati alkalmazásai
Humán alkalmazás Orvosi diagnosztika (Hevesy György Nobel-díj) Orvosi terápia (besugárzás a rákos sejtek ellen) Ipari alkalmazás Anyagvizsgálat (anyaghibák keresése) Élelmiszeripar (sterilizálás) Anyagmaradványok kormeghatározása C-14-es izotóp koncentrációjából, melynek felezési ideje: 5560 év. Miután az élőlény meghal, így az anyagcsere megszűnik, tehát a C-14/C-12 izotópok aránya csökkenni kezd. A maradványból kinyert szén pontos izotópos összetételéből egész jó pontossággal (10 %) lehet következtetni a maradvány életkorára ezer éves korig ad aránylag jó értéket.

6 Maghasadás(fisszió) Az 235U hasadása
Egy hasadás során felszabadult energia: 25 pJ Egy mólnyi anyag esetén: 20 millió MJ

7 A láncreakció Feltétele:
Sokszorozódási tényező k>1 szabályozatlan – atombomba k=1 szabályozott – atomreaktor k<1 leálló folyamat A kritikus tömeg: ekkora tömegű hasadó anyagra van szükség a láncreakcióhoz Feltétele: hasadáskor legalább 2 újabb neutron keletkezzen a keletkezett neutronokból legalább kettő újabb hasadást hozzon létre

8 Az atombomba Little Boy Fat Man 1945.08.09. Nagaszaki 1945.08.06.
Hirosima Fat Man Nagaszaki

9 A szabályozott láncreakció
1942. Chicago Enrico Fermi, Szilárd Leo, Wigner Jenő Hasadóanyag: 235U Moderátor: víz, grafit (n-lassítás) Szabályozórúd,: kadmium, acél (n-elnyelés)

10 Az atomerőmű

11 Az atomerőmű Reaktor kör – primer kör (TVíz kb. 300 C°)
Turbina kör – szekunder kör (Tgőz kb. 260 C°) Hűtőkör- Duna (a fáradt gőz cseppfolyósítása) Generátor – villamos energia termelése

12 Magfúzió Kis tömegszámú magok egyesülése
Feltétele magas hőmérséklet és a nagy nyomás, mert a magok egyesülését a Coulomb-erő akadályozza Teller Ede, (H-bomba) George Gamow a fúzió elméleti kidolgozása

13 A fúziós erőmű Működő erőmű még nincs! Előnye: Franciaországban építik
Kisebb környezeti szennyezés Rendelkezésre álló fűtőanyag

14 Magfúzió a Napban p + p → ²H + e+ +νe ²H + p → ³He + Ϫ
³He + ³He → 4He + p + p Eredménye: 4,48 pJ energia