12.sınıf fizik radyoaktivite konu anlatımı, kararsız çekirdek, ışıma çeşitleri alfa, beta ve gama ışıması, fisyon ve füzyon tepkimesi ders notları.
Radyoaktivite
Fazla enerjiye sahip kararsız atom çekirdeklerinin alfa, beta ve gama ışınları yayarak bozunması olayına radyoaktivite denir.
Radyoaktivite alanında ilk deneyi Henri Becquerel ve sonrasında Marie Curie ve Pierre Curie yapmıştır.
Atom çekirdeğinde proton ve nötron oranı atomun kararlı olup olmamasını belirler.
nötron/proton oranı 1 eşit veya 1 yakın atomlar kararlıdır.
nötron/proton oranı 1.5 tan büyük ise atom kararsızdır.
Bizmut atomu (Z=83) en ağır kararlı atom çekirdeğine sahiptir. Budan daha ağır atomlar kararsızdır.
Grafikte kırmızı çizgiler arası bölge kararlılık kuşağıdır ve kararlı atomlar bulunur. Bu bölge dışındaki atomlar kararsızdır.
Örnek:
Uranyum için n/p oranı 1,55 tir ve uranyum kararsızdır.
Demir için n/p oranı 1,15 tir. Demir kararlı yapıdadır.
Radyoaktif ışımalar
Beta ışıması (β)
Beta ışıması iki çeşittir.
(Beta eksi ışıması)
nötron/proton oranı 1 den büyük olan atomlarda görülür. (nötronu fazla çekirdek)
Çekirdekte 1 nötron 1 protona dönüşür.
Kütle numarası değişmez.
Atom başka atoma dönüşmüş olur.
Çekirdek bir elektron fırlatır.
(Pozitron ışıması)
nötron/proton oranı 1 den küçük olan atomlarda görülür. (protonu fazla çekirdek)
Çekirdekte 1 proton 1 nötrona dönüşür.
Kütle numarası değişmez.
Atom başka atoma dönüşmüş olur.
Çekirdek bir pozitron fırlatır.
Alfa ışıması (α)
nötron/proton oranı 1.5 tan büyük olan atomlarda görülür. (Atom numarası 83 ten büyük atomlar)
Proton ve nötron sayısı 2 azalırken, kütle numarası 4 azalır.
Alfa tanecikleri +2 yüklü He çekirdekleridir.
Gama ışıması (γ)
Çekirdek tepkimesi sonucu atom kararlı hale geçmek için fazla enerjisini foton olarak yayar.
Yaydığı foton gama ışınıdır.
Proton, nötron ve kütle numarası değişmez.
Elektron yakalama
Çekirdekte bulunan bir proton en yakın enerji seviyesindeki bir elektronu yakalar.
Protonla beraber elektron nötrona dönüşür.
Atom numarası 1 azalır ve nötron sayısı 1 artar, kütle numarası değişmez.
Pozitron ışımasına benzer.
Fisyon
Ağır bir çekirdeğin nötron bombardımanıyla kararsız hale gelerek hafif çekirdeklere bölünmesine fisyon (çekirdek bölünmesi) denir.
Zincirleme reaksiyon:
Fisyon sonucu çekirdekten çıkan parçalar başka çekirdeklere çarparak onların da bölünmesine neden olabilir. Bu olaya zincirleme reaksiyon denir.
Örnek:
Atom bombası kontrolsüz zincirleme bir fisyon tepkimesidir.
Nükleer santrallerde ise kontrollü şekilde gerçekleştirilir.
Füzyon
Hafif kararsız çekirdeklerin birleşerek ağır kararlı çekirdekleri oluşturmasına füzyon (kaynaşma) denir.
Yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir. Güneş ve diğer yıldızlarda görülür. Yıldızın kütlesi azalırken, tepkime sonucu ısı ve ışık açığa çıkar.
Örnek:
Güneşte 4 hidrojen çekirdeği birleşerek bir helyum çekirdeği ve iki pozitron oluşturur böylece yüksek bir enerji açığa çıkar.
Hidrojen bombası kontrolsüz bir füzyon tepkimesidir. Atom bombasına göre etkisi daha güçlüdür.
