ALFA BOZUNUMU MEHMET YÜKSEL ÇÜ FBE FİZİK ABD ADANA-2010

Transkript

1 ALFA BOZUNUMU MEHME ÜKSEL ÇÜ FBE FİZİK ABD ADANA-010

2 İÇERİK 1. Giriş. Alfa (α) Parçacığı ve Özellikleri 3. Alfa Bozunuu Niçin Olur? 4. eel Alfa Bozunu Reaksiyonları 4.1. Alfa (α) Bozunuunda Enerji ve Moentu 4.. Uranyu (38) Serisi Bozunular 4.3. oryu (3) Serisi Bozunular 5. Değerlendireler MEHME ÜKSEL

3 1. GİRİŞ Alfa parçacıkları, doğal radyoaktif addeler tarafından yayınlanan ışınılar içinde dele gücü en zayıf olanıdır. İzle1 İzle Gaa 1903 te Rutherford, alfa parçacıklarının yükünün kütleye oranını, Radyu un bozulasından oluşan alfa parçacıklarının elektrik ve anyetik alanda sapalarından yararlanarak ölçüştür. 4 He Rutherford 1908 yılında Alfa nın (α) bir Helyu çekirdeği olduğunu ortaya koydu yılında Alfa nın (α) havadaki erişi enzilinin 3,84 c olduğu tespit edildi. MEHME ÜKSEL

4 . Alfa (α) Parçacığı ve Özellikleri Elektrik ve Manyetik alan içerisindeki davranışları incelendiğinde, pozitif yüklü oldukları ve diğer ışıalara göre (β-beta ve γ-gaa) daha ağır oldukları görülür. α parçacıkları yüksek enerjili Helyu (He) çekirdekleridir. Doğal radyasyon kaynaklarının yaydığı en iyonize edici parçacıklardır. İzle Enerjileri 4-9 MeV arasında değişebilir. Madde içerisinde yol alırken elektronlarla güçlü bir şekilde etkileşi gösterirler. oğun addelerin birçoğunun 100 si alfaları durduraya yeter. Bu özelliğinden yararlanılarak hafif çekirdeklerin yapısını öğrenek için alfa parçacıkları kullanılıştır. Berilyu (Be) ile çarpıştırılarak nötron elde etede de kullanılırlar. (Be 1s s Z: 4, A: 9) MEHME ÜKSEL

5 3. Alfa (α) Bozunuu Niçin Olur? α yayınlanası bir Coulob itesi olayıdır. Bu duru ağır çekirdekler için oldukça önelidir. Çünkü; İtici Coulob kuvveti, yaklaşık olarak Ato nuarası (A) ile artan nükleer bağlana kuvvetinden daha hızlı (yani Z² ile) artar. Kararsız bir çekirdek, kararlı hale geçerken ükün olduğu kadar hafif parçalana ürünlerine ve dolayısıyla ükün olan en büyük kinetik enerjiye sahip olacaksa, yayınlanan parçacığın alfa (α) olası gerekir. Karasız Çekirdekler MEHME ÜKSEL

6 4. eel Alfa (α) Bozunu Reaksiyonları α parçacığı Rutherford tarafından da gösterildiği gibi Nötron ve Proton içeren bir Helyu çekirdeğidir. α bozunu sürecinde radyoaktif (kararsız) bir çekirdek bir Helyu atou (α-alfa) yayarak daha kararlı bir çekirdeğe dönüşür. A Z X N A Z 4 N He Alfa bozunuunda enerji ve yük korunur. Atoik bağlana enerjileri, bozunu enerjisine kıyasla küçük ve ihal edilebilir olduğundan ve her iki taraftaki elektron kütleleri sadeleşeceğinden, bozunu denklei atoik kütleler cinsinden de yazılabilir. A Z 4 A 4 4 X N Z N He a a MEHME ÜKSEL

7 4. eel Alfa (α) Bozunu Reaksiyonları 6 Ra Rn 4 He Bozuna işleinin ta olarak anlaşılabilesi için enerji, lineer oentu ve açısal oentuun korunu yasaları incelenelidir. MEHME ÜKSEL

8 4.1. Alfa (α) Bozunuunda Enerji ve Moentu Bozunan X çekirdeğinin başlangıçta durgun olduğunu kabul edersek, enerjinin korunuu yasasından; Buradan; Burada ifadesi, bozunada açığa çıkan net enerjidir (Bozunu Enerjisi). c c c X a N A Z N A Z He X 4 4 ) ( c c X a X c c ) ( MEHME ÜKSEL

9 4.1. Alfa (α) Bozunuunda Enerji ve Moentu a bozunu enerjisi; İlk ve son duru arasındaki durgun kütle farkına eşittir. İlk ve son durudaki parçacıkların kinetik enerjileri toplaına eşittir. Burada; 1 V: Parçacık hızı V Bozunu enerjisi 0 dan büyükse; reaksiyon ekzoterik olup, kendiliğinden bir bozunu gerçekleşiş deektir. 1 V MEHME ÜKSEL

10 4.1. Alfa (α) Bozunuunda Enerji ve Moentu İlk duruda kararsız X çekirdeği durgun olduğundan, ürün çekirdekler ve α, oentu korunuundan dolayı zıt yönlerde hareket etek zorundadırlar. Elde edilen bu değeri; V V 1 1 V V eşitliğinden 1 V 1 V V elde edilir. eşitliğinde yerine yazarsak; V elde edilir. Buradan; MEHME ÜKSEL

11 4.1. Alfa (α) Bozunuunda Enerji ve Moentu Mateatiksel birkaç işlele beraber; 1 V 1 ifadesine ulaşırız. Böylece alfa parçacığının kinetik enerjisini hesaplayabiliriz. 1 MEHME ÜKSEL

12 4.1. Alfa (α) Bozunuunda Enerji ve Moentu Alfa parçacığının kinetik enerjisi negatif olaayacağından, alfa bozunuunun gerçekleşebilesi için ekzoterik bir reaksiyona ihtiyaç vardır. a 0 Ağır çekirdeklerin bozunuunda enerjinin çoğunu alfa parçacığı taşır. Ürün çekirdeğin () kinetik enerjisi (ya da geri tepe enerjisi); 0 a a a MEHME ÜKSEL

13 4.1. Alfa (α) Bozunuunda Enerji ve Moentu A 4 yazarsak; A 4 A ve olarak elde edilir. 144 Alfa parçacıklarının enerjileri, 1.8 MeV den ( Nd ) 11.6 MeV e 1 ( Po ) değişebilir. Alfa bozunuunda, alfa parçacığının kinetik enerjisi bozunua özgüdür. α parçacığı enerjisinin tüünü aldığında ürün çekirdek taban duruunda oluşur. Diğer durularda ürün çekirdek uyarılış durudadır ve teel durua geçebilek için gaa ışınıı yapar. 4 A MEHME ÜKSEL

14 4.1. Alfa (α) Bozunuunda Enerji ve Moentu MEHME ÜKSEL

15 4.. Uranyu (38) Serisi Bozunular MEHME ÜKSEL

16 4.3. oryu (3) Serisi Bozunular MEHME ÜKSEL

17 5. Değerlendireler 1. Alfa bozunuu sonrasında; Alfa parçacığı açığa çıkan enerjinin ükün olan en fazla iktarını alır. Alfa parçacığı evcut açısal oentuun ükün olan en az kısını alır. Bu sebeple ürün çekirdek genellikle taban duruda kalır.. Bozunan çekirdeğin ato nuarası arttıkça, alfa nın kinetik enerjisi artar. 3. ayılanan alfanın kinetik enerjisi ürün çekirdeğin Coulob engelinden daha azdır. 4. Bir alfa parçacığı yayan çekirdeğin Coulob enerjisi düşer ve çekirdeğin kararlığı artar. MEHME ÜKSEL

18 EŞEKKÜRLER MEHME ÜKSEL