Od ega je izgraena jezgra atoma to je

  • Slides: 15
Download presentation
Od čega je izgrađena jezgra atoma? Što je radioaktivnost? Što su α zrake? Kako

Od čega je izgrađena jezgra atoma? Što je radioaktivnost? Što su α zrake? Kako nastaje - , a kako + raspad? Koji su radioaktivni raspadi sa promjenom atomske jezgre? Možemo li utjecati na spontani radioaktivni raspad? Broj neraspadnutih jezgara u radioaktivnom raspadu se: a) eksponencijalno povećava b) ostaje isti c) eksponencijalno se smanjiva

Nuklearne reakcije Nuklearna reakcija je proces kod kojeg zbog vanjskog utjecaja na atomsku jezgru

Nuklearne reakcije Nuklearna reakcija je proces kod kojeg zbog vanjskog utjecaja na atomsku jezgru dolazi do njene pretvorbe. To može biti interakcija dviju jezgara, nukleona i jezgre ili kvanta i jezgre. Da bi nastala nuklearna reakcija projektil i meta moraju se približiti na doseg jake sile tj. na udaljenost oko 2∙ 10 -15 m. Zato poztivno nabijeni projektil mora imati veliku kinetičku energiju. Ako je projektil neutron nema odbojne sile jezgre pa neutron može biti spor i izazvati nuklearnu reakciju.

Primjer nuklearne reakcije: Deuteron nalijeće na jezgru litija; nastaju dvije α-čestice

Primjer nuklearne reakcije: Deuteron nalijeće na jezgru litija; nastaju dvije α-čestice

Radioaktivni raspad je primjer spontane nuklearne reakcije. α raspad β raspad γ raspad

Radioaktivni raspad je primjer spontane nuklearne reakcije. α raspad β raspad γ raspad

Prvu umjetnu nuklearnu reakciju izveo je Rutherford 1919. bombardirajući α-česticama jezgre dušika. što kraće

Prvu umjetnu nuklearnu reakciju izveo je Rutherford 1919. bombardirajući α-česticama jezgre dušika. što kraće zapisivamo: 14 N ( , p) 17 O i čitamo alfa-pe reakcija

jezgra projektil jezgra roditelj Očuvanje naboja: jezgra kćer 2 + 7 = 8 +

jezgra projektil jezgra roditelj Očuvanje naboja: jezgra kćer 2 + 7 = 8 + 1 Očuvanje broja nukleona: 4 + 14 = 17 + 1

Iz STR znamo za ekvivalenciju mase i energije. E 0 = m·c 2 Očuvanje

Iz STR znamo za ekvivalenciju mase i energije. E 0 = m·c 2 Očuvanje energije: m 1 c 2 + Ek 1 + E 1 = m 2 c 2 + Ek 2 + E 2 mc 2 – energija mirovanja E - energija fotona Ek – kinetička energija Primjer: energija koja odgovara masi 1 u je: E 0 = uc 2 = 1, 660565 10 -27 kg (2, 9979 108 m s-1)2 = 1, 4924 10 -10 J E 0 = uc 2= 931, 5 Me. V

Zadatak 1: Odredite X u sljedećim reakcijama: a) A = 239 Z = 93

Zadatak 1: Odredite X u sljedećim reakcijama: a) A = 239 Z = 93 b) A = 105 Z = 47 c) A = 222 Z = 86 d) A = 15 Z= 7 Udžbenik str. 102.

Primjer 1: Koju najmanju energiju mora imati kvant da bi izazvao ( , n)

Primjer 1: Koju najmanju energiju mora imati kvant da bi izazvao ( , n) reakciju na ? Gdje je m. Mg 24 = 23, 97874 u, m. Mg 23 = 22, 98754 u, mn =1, 00866 u Rješenje: (foton nalijeće na jezgru magnezija i pri tome se emitira neutron) 0 + 12 = Z + 0 Z = 12 0 + 24 = A + 1 A = 23 (meta miruje pa je Ek = 0, Eγ je dovoljna samo za reakciju, pa je Ek jezgre kćeri nula, a onda i neutrona) E + m. Mg 24 c 2 = m. Mg 23 c 2+ mnc 2 E = (m. Mg 23 + mn - m. Mg 24)c 2 E = (22, 98754 u + 1, 00866 u - 23, 97874 u)c 2 E = 0, 01746 uc 2 = 0, 01746 931, 5 Me. V E = 16, 3 Me. V

Primjer 2: Reakcija (n, ) na nastaje bombardiranjem bora sporim neutronima. Kolika se energija

Primjer 2: Reakcija (n, ) na nastaje bombardiranjem bora sporim neutronima. Kolika se energija oslobodi tom reakcijom? m. B = 10, 01019 u, m. Li = 7, 01436 u, m. N = 1, 00866 u, m. He = 4, 00150 u. Rješenje: neutroni su spori, meta miruje, znači Ek ulaznih čestica je nula. Ek imaju samo izlazne čestice, a to je ujedno i oslobođena energija Z=3 A=7 mnc 2 + m. Bc 2 = m. Lic 2+ m. Hec 2 + Ek Ek = mnc 2 + m. Bc 2 - m. Lic 2 - m. Hec 2 Ek = (mn + m. B - m. Li – m. He)c 2 Ek = (1, 00866 u + 10, 01019 u - 7, 01436 u - 4, 00150 u)c 2 Ek = 0, 00299 u c 2 = 0, 00299 931, 5 Me. V Ek = 2, 8 Me. V

Zadatak 2: Oslobađa li se ili troši energija pri nuklearnoj reakciji: Koliki je iznos

Zadatak 2: Oslobađa li se ili troši energija pri nuklearnoj reakciji: Koliki je iznos energije? m. O = 15, 99052 u, m. H = 2, 01355 u, m. N = 13, 99922 u, m. He = 4, 00150 u. Rješenje: moc 2 + m. Hc 2 + Ek 1 = m. N c 2 + m. Hec 2 + Ek 2 Ek = Ek 2 – Ek 1 = (mo + m. H - m. N – m. He)c 2 = (15, 99052 u + 2, 01355 u – 13, 99922 u – 4, 00150 u)c 2 = 0, 000335 uc 2 = 0, 000335 931, 5 Me. V E = 3, 12 Me. V > 0 Energija se oslobađa.

Zadatak 3: Može li foton energije 1, 5 Me. V razbiti deuteron na neutron

Zadatak 3: Može li foton energije 1, 5 Me. V razbiti deuteron na neutron i proton? Masa deuterona iznosi md = 2, 014102 u. Rješenje: E = 1, 5 Me. V md = 2, 014102 u mp = 1, 007277 u mn = 1, 008665 u E m = ? E m + m. Hc 2 = mp c 2 + mnc 2 E m = (mp + mn – m. H)c 2 E m = (1, 007277 u + 1, 008665 u – 2, 014102 u)c 2 = 0, 00184 uc 2 = 0, 00184 931, 5 Me. V E m = 1, 7 Me. V 1, 5 Me. V Ne može. Zbirka zadataka str. 27. zadaci 6, 7 i 8.

Zadatak 4: Jezgra kalija 40 K izbaci γ foton energije 1, 46 Me. V.

Zadatak 4: Jezgra kalija 40 K izbaci γ foton energije 1, 46 Me. V. Koliku kinetičku energiju dobije jezgra nakon emitiranja γ fotona ako je prije toga mirovala? Rješenje: E = 1, 46 Me. V Ek = ? pj = p E = p c = 2, 86 10 -5 Me. V Ek = 28, 6 e. V

Zadatak 5: Na mirnu jezgru litija 7 Li naleti proton kinetičke energije 0, 5

Zadatak 5: Na mirnu jezgru litija 7 Li naleti proton kinetičke energije 0, 5 Me. V, pri čemu nastanu dvije čestice jednakih kinetičkih energija: 7 Li + p 2. Izračunajte: a) kinetičku energiju svake od čestica b) količine gibanja protona i čestica c) kut između smjerova raspršenja čestica. (m. Li = 7, 01436 u, mp = 1, 00728 u, m = 4, 00150 u) Rješenje: Ekp = 0, 5 Me. V a) m. Lic 2 + mpc 2 + Ekp = 2 m c 2 + 2 Ek Ek = 8, 93 Me. V

b) pp = 1, 64 10 -20 kg m s-1 p = 1, 38

b) pp = 1, 64 10 -20 kg m s-1 p = 1, 38 10 -19 kg m s-1 p pp/2 c) p = 173 o