Ένας ασταθής πυρήνας διασπάται μόνος του, χωρίς προειδοποίηση. Δεν ξέρουμε πότε θα το κάνει ο συγκεκριμένος, ξέρουμε όμως ακριβώς πότε θα έχουν φύγει οι μισοί.
Γ΄ Γυμνασίου · Φυσική · Ενοτητα 11 · 15 λεπτά
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Τα νουκλεόνια του πυρήνα έχουν δυναμική ενέργεια λόγω της ισχυρής δύναμης (πυρηνική ενέργεια). Ο πυρήνας έχει μικρότερη μάζα από τα συστατικά του: έλλειμμα μάζας, που αντιστοιχεί σε ενέργεια E = m·c².
Στις πυρηνικές αντιδράσεις αναδιατάσσονται τα νουκλεόνια· ελευθερώνουν γύρω στο εκατομμύριο φορές περισσότερη ενέργεια από μια χημική αντίδραση.
Σχάση: βαρύς πυρήνας σπάει σε δύο μικρότερους σχεδόν ίσης μάζας. Τη βρήκαν οι Χαν και Στράσμαν (1939) και την εξήγησαν η Μάιτνερ και ο Φρις. Το U-235 με νετρόνιο δίνει βάριο, κρυπτό και τρία νετρόνια.
Τα νετρόνια προκαλούν νέες σχάσεις: αλυσιδωτή αντίδραση, ελεγχόμενη στον αντιδραστήρα ή εκρηκτική στη βόμβα. Χρειάζεται μάζα πάνω από την κρίσιμη.
Στον αντιδραστήρα το ουράνιο εμπλουτίζεται, ο επιβραδυντής (νερό ή γραφίτης) επιβραδύνει τα νετρόνια και το νερό μεταφέρει τη θερμότητα. Ο ατμός γυρίζει στροβίλους και γεννήτριες. Ο Φέρμι πέτυχε την πρώτη ελεγχόμενη αλυσιδωτή αντίδραση (1942).
Σύντηξη: ελαφροί πυρήνες ενώνονται σε βαρύτερο. Στον Ήλιο τέσσερα πρωτόνια γίνονται ένας πυρήνας ηλίου· έτσι λάμπουν τα άστρα.
Η σύντηξη θέλει θερμοκρασίες δεκάδων εκατομμυρίων βαθμών, γι' αυτό λέγεται θερμοπυρηνική. Πάνω της στηρίζεται η βόμβα υδρογόνου, αλλά και η ελπίδα για καθαρή ενέργεια στο μέλλον.
Κάθε άσκηση διορθώνεται μόλις απαντήσεις και δείχνει πώς βγαίνει η σωστή απάντηση. Οι ασκήσεις φτιάχνονται για αυτή την ενότητα κάθε φορά από την αρχή. Δεν είναι οι λύσεις των ασκήσεων του σχολικού βιβλίου.
Συχνές απορίες
Τι είναι ο χρόνος υποδιπλασιασμού;
Ο χρόνος στον οποίο διασπάται η μισή ποσότητα ενός ραδιενεργού δείγματος. Μετά από δύο τέτοιους χρόνους μένει το ένα τέταρτο, μετά από τρεις το ένα όγδοο.
Τι αλλάζει στη διάσπαση άλφα;
Εκπέμπεται πυρήνας ηλίου, δηλαδή δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια. Ο μαζικός αριθμός πέφτει κατά 4 και ο ατομικός κατά 2, άρα προκύπτει άλλο στοιχείο.
Τι αλλάζει στη διάσπαση βήτα;
Ένα νετρόνιο γίνεται πρωτόνιο και εκπέμπεται ηλεκτρόνιο. Ο μαζικός αριθμός μένει ίδιος και ο ατομικός ανεβαίνει κατά 1.
Ποια η διαφορά σχάσης και σύντηξης;
Στη σχάση ένας βαρύς πυρήνας σπάει σε ελαφρύτερους, και έτσι δουλεύουν οι πυρηνικοί σταθμοί. Στη σύντηξη ελαφροί πυρήνες ενώνονται, και έτσι παράγει ενέργεια ο Ήλιος.
Μπορούμε να επιταχύνουμε μια ραδιενεργό διάσπαση;
Όχι. Ο χρόνος υποδιπλασιασμού δεν αλλάζει με θερμοκρασία, πίεση ή χημική ένωση. Είναι σταθερά του ίδιου του πυρήνα.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.