Cum a influientat fizica nucleului viata omenirii?

1. Cum a influientat fizica nucleului viata omenirii?

2. Fisiunea nucleară este procesul de rupere a nucleelor grele (cu numărul de masă A mare) instabile în două nuclee mai uşoare, o dată cu eliberarea unor neutroni şi a unei energii mari. Fisiunea nucleară poate fi naturală (care este un proces spontan) şi stimulată (declanşată prin bombardarea cu neutroni a unui nucleu stabil şi greu). Nucleul greu devine instabil prin absorbţia neutronului şi se sparge într-o pereche de nuclee mai uşoare, cu eliberare de energie, care depăşeşte mult energia cinetică a particulelor care s-au ciocnit. Acest exces de energie se datorează reducerii masei nucleare.. Procesul de fisiune este însoţit de încă câteva procese. Astfel, fragmentele rezultate din spargerea nucleului greu se îndepărtează unul de altul datorită respingerii electrice şi încălzesc mediul înconjurător prin ciocniri cu particulele întâlnite. Fragmentele se află într-o stare energetică excitată, iar nucleonii se rearanjează într-o configuraţie corespunzătoare unui nucleu cu o masă medie eliberându-se fotoni. Dacă nucleul este caracterizat printr-un raport mic între numărul de neutroni şi cel de protoni, atunci o parte din neutroni trec în protoni cu emisie beta.

3. Fisiunea nucleară stimulată a fost descoperită de Otto Hahn, Fritz Strassman şi Liese Meitner în 1939. Fenomenul constă în următoarele: la captura unui neutron lent, un nucleu dese rupe în două nuclee de masă intermediară, şi doi sau trei neutroni rapizi. Reacţia se poate scrie:

4. neutron neutron neutron neutron

7. Fisiunea nucleară este procesul de rupere a nucleelor grele (cu numărul de masă A mare) instabile în două nuclee mai uşoare, o dată cu eliberarea unor neutroni şi a unei energii mari. Fisiunea nucleară poate fi naturală (care este un proces spontan) şi stimulată (declanşată prin bombardarea cu neutroni a unui nucleu stabil şi greu). Nucleul greu devine instabil prin absorbţia neutronului şi se sparge într-o pereche de nuclee mai uşoare, cu eliberare de energie, care depăşeşte mult energia cinetică a particulelor care s-au ciocnit. Acest exces de energie se datorează reducerii masei nucleare. Procesul de fisiune este însoţit de încă câteva procese. Astfel, fragmentele rezultate din spargerea nucleului greu se îndepărtează unul de altul datorită respingerii electrice şi încălzesc mediul înconjurător prin ciocniri cu particulele întâlnite. Fragmentele se află într-o stare energetică excitată, iar nucleonii se rearanjează într-o configuraţie corespunzătoare unui nucleu cu o masă medie eliberându-se fotoni. Dacă nucleul este caracterizat printr-un raport mic între numărul de neutroni şi cel de protoni, atunci o parte din neutroni trec în protoni cu emisie beta.

8. Fisiunea nucleară este procesul de rupere a nucleelor grele (cu numărul de masă A mare) instabile în două nuclee mai uşoare, o dată cu eliberarea unor neutroni şi a unei energii mari. Fisiunea nucleară poate fi naturală (care este un proces spontan) şi stimulată (declanşată prin bombardarea cu neutroni a unui nucleu stabil şi greu). Nucleul greu devine instabil prin absorbţia neutronului şi se sparge într-o pereche de nuclee mai uşoare, cu eliberare de energie, care depăşeşte mult energia cinetică a particulelor care s-au ciocnit. Acest exces de energie se datorează reducerii masei nucleare. Procesul de fisiune este însoţit de încă câteva procese. Astfel, fragmentele rezultate din spargerea nucleului greu se îndepărtează unul de altul datorită respingerii electrice şi încălzesc mediul înconjurător prin ciocniri cu particulele întâlnite. Fragmentele se află într-o stare energetică excitată, iar nucleonii se rearanjează într-o configuraţie corespunzătoare unui nucleu cu o masă medie eliberându-se fotoni. Dacă nucleul este caracterizat printr-un raport mic între numărul de neutroni şi cel de protoni, atunci o parte din neutroni trec în protoni cu emisie beta.

9. Fisiunea nucleară este procesul de rupere a nucleelor grele (cu numărul de masă A mare) instabile în două nuclee mai uşoare, o dată cu eliberarea unor neutroni şi a unei energii mari. Fisiunea nucleară poate fi naturală (care este un proces spontan) şi stimulată (declanşată prin bombardarea cu neutroni a unui nucleu stabil şi greu). Nucleul greu devine instabil prin absorbţia neutronului şi se sparge într-o pereche de nuclee mai uşoare, cu eliberare de energie, care depăşeşte mult energia cinetică a particulelor care s-au ciocnit. Acest exces de energie se datorează reducerii masei nucleare. Procesul de fisiune este însoţit de încă câteva procese. Astfel, fragmentele rezultate din spargerea nucleului greu se îndepărtează unul de altul datorită respingerii electrice şi încălzesc mediul înconjurător prin ciocniri cu particulele întâlnite. Fragmentele se află într-o stare energetică excitată, iar nucleonii se rearanjează într-o configuraţie corespunzătoare unui nucleu cu o masă medie eliberându-se fotoni. Dacă nucleul este caracterizat printr-un raport mic între numărul de neutroni şi cel de protoni, atunci o parte din neutroni trec în protoni cu emisie beta.

10. Radioactivitatea naturala si artificiala? • Radioactivitateaeste un fenomen nuclear. Unele nuclee emit spontan din interiorul lor particule sau radiatii care exista sau apar în procese ce se petrec acolo • In afara de radioactivitatea naturala exista si radioactivitate artificiala numita astfel impropriu deoarece nu este vorba despre ceva artificial, ci despre un fenomen de asemenea natural, dar care apare numai conditii de laborator (si care este probabil sa existe în stare naturala undeva în Univers).

11. Ce proprietati au radiatiile.Din ce particule sunt formate? • Radiatia alfa are putere de patrundere foarte mica ,fiind formata din particule cu sarcina pozitiva si masa mare; experientele efectuate de Rutherford au aratat ca particulele alfa sunt nuclee de heliu. Radiatiile alfa sunt formate din grupuri de particule cu energii bine determinate . • Radiaţia alpha este o radiaţie care ionizează ţesuturile având un efect dăunător asupra organismelor vii

12. Ce proprietati au radiatiile.Din ce particule sunt formate? • Radiatia beta are putere de patrundere mai mare decat radiatiile alfa. El sunt formate din electroni sau pozitroni . Radiatiile beta sunt emise cu toate energiile posibile cuprinse intr-un interval larg ; zicem ca spectrul energetic al radiatiilor beta este un spectru continuu.

13. Ce proprietati au radiatiile.Din ce particule sunt formate? • Radiatia gama are cea mai mare putere de patrundere si nu este deviata de campuri electrice sau magnetice.Aceasta radiatie este de natura electromagnetica si are lungimea de unda foarte mica.De regula ,radiatia gama insoteste radiatia alfa si beta.

14. Cum se deduce legea dezintegrării radioactive? • La o substanţă radioactivă cu un număr N0 de nuclei are o activitate de -dN/dt => După un timp t au rămas din un număr de nuclei N0 numai un număr N(t) de nuclei. Numărul de atomi dezintegraţi scad în funcţie de factorul e. Timpul de înjumătăţire: T1/2 se calculează după o constantă ln 2 : T1/2 = τ ln 2 ≈ 0,693 τ

15. Care sunt principalele mărimi legate de radiaţii nucleare?

16. Ce efecte biologice au radiaţiile nucleare • Efectele somatice bine conturatePrecoce - Eritem, leucopenie, epilaţieÎntârziată - Cancer de piele, osteosarcom • Efectele somatice stochasticePrecoce - Tulburări neuro-vegetativeÎntârziată - Leucemie, cancer tiroidian • Efecte geneticePrima generaţie - Malformaţii ereditare şi congenitale; reducerea natalităţiiGeneraţiile următoare - Malformaţii recesive, diminuarea capacităţii imunobiologice Grupa de radiotoxicitate foarte mare: 90Sr, 226Ra, 210Po, 239Pu Grupa de radiotoxicitate mare: 45Ca, 89Sr, 140Ba, 131I, U natural Grupa de radiotoxicitate medie: 24Na, 32P, 60Co, 82Br, 204 Tl, 22Na, 42K, 55Fe Grupa de radiotoxicitate mica: 3H, 14C, 51Cr, 201Tl

17. Cum detectăm radiaţiile nucleare? • Detectia radiatiilor, corpusculare sau electromagnetice, se bazeaza pe interactiunea lor cu substanta si de aceea clasificarea dispozitivilor de detectie se face dupa modul in care radiatiile interactioneaza cu substanta detectorului. Astfel, detectorii sunt bazati pe procesele primare de interactiune, care pun in evidenta particulele incarcate electric, sau pe procesele primare de interactiune, care pun evidenta, in principal, particulele neincarcate. Detectorii utilizati in prezent in tehnica analizei structurale prin difractie sunt de o mare diversitate si se bazeaza pe o serie de fenomene sau efecte cum sunt: - impresionarea emulsiilor fotografice, datorita ionizari (placi si filme nucleare)- ionizarile in gaze (camere de ionizare, contoare proportionale si Geiger_Muler)- ionizarile in solide (detectori cu semiconductori)- emisie de lumina a atomilor sau a moleculelor excitate (contoare cu scintilatie)- reactii nucleare.

18. Cum putem să ne protejăm impotriva radiaţiilor? • Masuri de protectie contra radiatiilor Mijloacele de protectie contra radiatiilor sunt relativ simple : • Ecranarea : radiatiile emise de sursele radioactive sunt atenuate sau stopate prin ecrane adecvate ( aluminiu, plumb, otel, beton, etc.). Substantele radioactive sunt pastrate in containere inchise ai caror pereti absorb radiatiile care astfel nu mai ajung in exterior.. • Distanta : iradierea cauzata de o sursa radioactiva scade cu patratul distantei dintre sursa si obiectul iradiat. Stati cat mai departe de sursa de radiatii pe care o folositi! • Timpul : iradierea este cu atat mai slaba cu cat timpul necesar stationarii in preajma unei surse radioactive este mai mic. Lucrati langa o sursa radioactiva un timp cat mai redus fata de cel permis de normele de securitate! Cateva aplicatii ale radiatiior. Investigatii medicale: radiografii pulmonare, dentare, scintigrame, tomografii, etc.