1 / 30

Atomenergia

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 - töltéssel rendelkező részecske mozgási energiájának változása 1 V gyorsító-feszültség hatására 1 eV = 1,60217733 ∙10 -19 J.

kalea
Download Presentation

Atomenergia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Atomenergia

  2. 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- töltéssel rendelkező részecske mozgási energiájának változása 1 V gyorsító-feszültség hatására 1 eV = 1,60217733∙10-19 J

  3. Atomfizikai egységek Elemi töltés 1 e = 1,60217733·10-19 C (p+ – e-) Tömeg – energia ekvivalencia E = mc2 Fénysebesség c = 299 792 458,2 m/s 1 u tömeg által képviselt energia E1u = 1,4922 ·10-10 J = 931,34 ·106 eV

  4. Magfizikai alapok Atomot és atommagot felépítő (főbb) részecskék: • proton, jele p+, pozitív töltésű (+1 e), tömege 1,00727 u; • neutron, jele n0, semleges töltésű, tömege 1,00866 u; • elektron, jele e-, negatív 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; • neutronszám: N; • 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; • nukleonok között hat és töltésfüggetlen; • rövid (~10-15 m) hatótávolságú; • kicserélődési jellegű (p+→n0, n0→p+); • mezonok közvetítik.

  8. Magfizikai alapok Az atommag potenciáltere

  9. Magfizikai alapok Tömeghiány, kötési energia atomtömeg≠ ∑(részecskék tömege) Részecskék (2mp++2mn0+2me-) = 4,0330 u Atom (M) = 4,0026 u Tömeghiány (ΔM): = 0,0304 u Kötési energia B = E = ΔMc2

  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]·Akeletkező 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. Természetes radioaktivitás Energiaminimumra való törekvés ↓ Bomlás, részecske kibocsátás ↓ Gerjesztett izotóp ↓ γ sugárzás ↓ stabil izotóp

  15. 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.

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

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

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

  19. Radioaktív bomlások α-bomlás α-részecske: He atommag (2p++2n0) (nagytömegű elemekre jellemző) tömegszám csökken a termékmag gerjesztett γ-foton kibocsátás

  20. Radioaktív bomlások n0-emisszió neutrontöbblet csökken izotóp átalakulás

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

  22. 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=N0e-λT Keletkező stabil (leányelem) magok száma: N0-N=N0(1-e-λT)

  23. Radioaktív bomlások Felezési idő, amikor N/N0=2 a felezési idő

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

  25. Radioaktív bomlások Instabil közbenső mag A → B → C λAλB anyaelem-közbenső elem: dNA=-λANAdT közbenső elem-leányelem: dNB=λANAdT-λBNBdT forrástag

  26. Radioaktív bomlások Instabil közbenső mag

  27. Radioaktív bomlások Többféle bomlási folyamat egyidejűleg pl. szervezetbe jutott radioaktív anyag effektív bomlási állandó: λeff=∑ λi effektív felezési idő: Teff=1/ ∑ 1/Ti

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

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

More Related