RADYOAKT FL K. ALIfiTIRMALARIN ÇÖZÜMÜ. 5. a) Denklemi yazd m zda; 1. Yar lanma süresi T 1/2. 6. a) Madde miktar n 8 m gram al rsak 7 m gram

Transkript

1 RADYOAKT FL K RADYOAKT FL K 1. Yar lanma süresi T 1/ ile gösterilir. Radyoaktif element içerisindeki çekirdek say s n n yar s n n bozunmas için geçen süredir. Bu süre çok uzun olabilece i gibi çok k sa da olabilir. Örne in 4 Be ele- 8 menti için 6, saniye iken, 5 Te elementi için.10 1 y ld r. Yar lanma süresi çekirde in yap - s na ba l d r. ALIfiTIRMALARIN ÇÖZÜMÜ 5. a) Denklemi yazd m zda; KN AN 0 1 U+ α( He) X+ β( β) Bu durumda X in atom numaras, X AN = = 96 d r. b) X atomunun kütle numaras ise; X KN = = 4 dir.. Aktivite birimi olarak becquerel (Bq) kullan l r. Beqcuerel, saniyede 1 parçalanma yapan çekirde- in aktivitesidir. 1 Ci = 3, Bq 3. Yar ömrü 10 gün olan radyoaktif element 40 gün sonunda; 40/10= 4 defa yar lanm flt r. Bafllang ç kütlesi 100g al n rsa; 100 g Ι. yar lanmada 50g 50 g ΙΙ. yar lanmada 5g 5 g ΙΙΙ. yar lanmada 1,5 g 1,5 g IV. yar lanmada 6,5 g kalm flt r. 40 gün sonunda maddenin 100 6,5 = 93,75 gram bozunmufl olur. Maddenin %93,75 i bozunmufl olur. 4. Radyoaktif element 4t gün sonunda; 4t/t= 4 defa yar lanm flt r. Bafllang ç kütlesi 800g oldu undan 4t gün sonunda; 800 g I. yar lanmada 400g 400 g II. yar lanmada 00g 00 g III. yar lanmada 100 g 100 g IV. yar lanmada 50 g kalm flt r. 6. a) Madde miktar n 8 m gram al rsak 7 m gram bozunmufl m gram bozunmadan kalm flt r. Bu durumda madde; 8m I. yar lanmada 4m 4m II. yar lanmada m m III. yar lanmada m düflmüfltür. Yani madde 3 defa yar lanma geçirmifltir. 3 defa yar lanma 15 y lda olursa 1 defa yar lanma T 1/ y lda olur. Orant kurarsak; = 15/3 = 5 y l olur. T 1/ b) Maddenin 1/16 s bozunmadan kalm fl ise madde 4 defa yar lanm flt r. Bu durumda geçen süre; T= 4. T 1/ = 4.5 = 0 y l olur. 7. a) Grafi e bakt - m zda radyoaktif X elementinin yar ömrünün ( kütlenin yar ya düflmesi için geçen sürenin) 10 y l oldu u görülür. kütle(g) b) 40 y lda X maddesi 40/10 = 4 defa yar lanm flt r. Dolay s ile, zaman (y l) 0-10 y l aras nda bozunmadan kalan kütle, 100/ = 50g 10-0 y l aras nda bozunmadan kalan kütle ise, 50/ =5g MODERN F Z K 5

2 0-30 y l aras nda bozunmadan kalan kütle; 5/=1,5g y l aras nda bozunmadan kalan kütle ise, 1,5/ =6,5g d r. 40 y l sonunda 100g maddenin 6,5 gram bozunmadan kalm flt r. 8. a) Bir bileflik radyoaktif de ilse bileflikteki tüm elementler radyoaktif de ildir. LT radyoaktif de il ise L ve T kesinlikle radyoaktif de ildir. b) NT ve KT radyoaktif ise N ve K kesinlikle radyoaktiftir. MN bilefli indeki N radyoaktif oldu undan M için kesin bir fley söylenemez. 11. a) Radyoaktif elementin kütle-zaman grafi ine bakt m zda yar lanma süresi 10 y ld r. b) t y lda kalan kütle m/ olsun. Bu durumda maddenin yar lanma say s ; kütle(g) 4m m m m kalan kütle 8 1 = = n= 5 olur. başlangıçtaki 4m n kütle zaman (y l) Yar lanma süresi 10 y l oldu una göre 5 yar lanman n olmas için geçen süre; T= 5.T 1/ = 5.10 = 50 y l olur. 9. a) γ fl n enerjidir. Atom ve kütle numuras n de ifltirmez. X atomunun atom numaras, olur = X AN + ( 1) X AN = 95 b) X atomunun kütle numaras ise, = X KN + 0 X KN = 4 olarak bulunur. 0 1 U+ He X+ β+ γ 1. Radyoaktif elementin t zaman na ba l olarak bozunmadan kalan parçac klar n n say s, N(t) = N o e λt fleklindedir. Verilen de erler yerine konulursa geçen süre; N(t) = N o e λt = e λt = e λt ln( ) = λt 4.ln10 = t 4.(,3) = t t = 9,.10 4 y l olarak bulunur. 10. a) X atomunun bozunma sabiti λ, 10. nyl ( ı) 10 4 λ = = = 0510,. olur. N b) X atomunun yar ömrü; ln 0, 693 T 1/ = = = λ ,. yl ı olarak bulunur. c) Bafllang çta X atomunun say s ; N = tanedir. Bozunma h z da; R = λ.n = (0, ) =.10 5 tir. 5 6 MODERN F Z K

3 RADYOAKT FL K ETK NL KLER N ÇÖZÜMÜ ETK NL K - 1 1) Radyoaktiflik kimyasal veya fiziksel etkilere ve de- iflmelere ba l bir özellik de ildir. ) Radyoaktif olaylarda aç a ç kan ya da gereken enerji kimyasal olaylara göre çok fazlad r. 3) Alfa fl mas yapan bir atomun çekirde inden He + ayr l r. 4) Beta fl nlar elektrik alan içinde + kutba do ru saparlar. 9. ( D ) Gama fl nlar n n kütlesi ve yükü s f rd r. 10. ( Y ) Bir elementin bir izotopu radyoaktif ise di er izotoplar da radyoaktiftir. 11. ( Y ) 1Ci = 100 parçalanma /saniye dir. 1. ( D ) Bir atom radyoaktif ise, o atomun oluflturdu- u bileflikler de radyoaktiftir. 13. ( D ) Elektron spin rezonans (ESR) ile yafl tayini yap labilir. 5) Gama fl nlar γ ile gösterilir. 6) Proton bozunmas ( fl mas ) atom çekirde inin bir protonunu d flar f rlatmas d r. ETK NL K - ETK NL K - 4 1) Radyoaktiflik: Atoma d fltan herhangi bir etki olmadan, kendili inden bozunarak daha küçük parçalara ayr lmas ve bu ayr lma s ras nda fl ma yapmas na radyoaktiflik denir. ) Nötron bozunmas ( fl mas ): Atom çekirde inin bir nötronu d flar f rlatmas d r. 3) Do al radyoaktiflik: Kararl hale gelmek için atomlar n kendili inden fl ma yapmas na do al radyoaktiflik denir. Ifl man n ad alfa beta gama Sembolü α β γ 4) Proton bozunmas ( fl mas ): Atom çekirde inin bir protonunu d flar f rlatmas d r. 5) Bozunma sabiti (λ): Bir elementin bir y lda bozunan tanecik say s n n bafllang çtaki tanecik say s - na oran d r. 6) Yar lanma süresi: Radyoaktif element içerisindeki çekirdek say s n n yar s n n bozunmas için geçen süredir. ETK NL K - 3 ETK NL K ( D ) Atomlardaki çekirdek olaylar kimyasal olaylardan farkl d r.. ( D ) Radyoaktivite ile yafl tayini yap labilir. Aktivite birimi Özel birim Curie (Ci) Birim Becquerel (Bq) 3. ( Y ) Genel olarak n/p < 1,5 olan çekirdekler karars zd r. 4. ( D ) Radyoaktiflik, Henri Becquerel taraf ndan keflfedildi. Ifl nlanma birimi So rulma doz birimi Röntgen (R) Rad Coulomb/kg (C/kg) Gray (Gy) 5. ( Y ) Kimyasal olaylar radyoaktifli i de ifltirir. 6. ( Y ) Alfa fl nlar elektromanyetik dalgad r. 7. ( D ) Beta (β) fl nlar elektrik alanda saparlar. 8. ( D ) Pozitron fl nlar + ile gösterilir. MODERN F Z K 7

4 1. Alfa fl mas gerçeklefltiren atomun; atom numaras, kütle numaras 4 azal r. Pozitron yayan bir atomun atom numaras azal r. Beta fl nlar 1 yüklü elektronlard r. CEVAP B. Radyoaktif element 0 gün sonunda; 0/5= 4 defa yar lanm flt r. Bafllang ç kütlesi 100g al n rsa; 100 g I. yar lanmada 50g 50 g II. yar lanmada 5g 5 g III. yar lanmada 1,5 g 1,5 g IV. yar lanmada 6,5 g kalm flt r. Bu durumda radyoaktif elementin 100 gram ndan 93,75 gram bozunmufltur. 0 gün sonunda 6,5g bozunmadan kalm flt r. % 93,75 bozunmufl % 6,5 bozunmam flt r. 3. Denklemi yazd m zda; 38 9 RADYOAKT FL K 4 U+ α( He ) X+ 5β( 5 β) olur. Bu durumda X in atom numaras ; AN = = 99 kütle numaras ; KN = = 4 olarak bulunur. _ 4 99 Xi KN AN CEVAP B 4. Madde miktar n 8m gram al rsak 7m gram bozunmufl m gram bozunmadan kalm flt r. Bu durumda madde; 8m I. yar lanmada 4m 4m II. yar lanmada m m III. yar lanmada m kalm flt r. Madde 60 günde üç defa yar lanm flt r. 3 defa yar lanma 60 günde olursa 1 defa yar lanma 0 günde olur. 0 1 TEST - 1 N ÇÖZÜMÜ 5. Grafi e bakt m zda X ten D oluflurken α, 3β fl - mas yap l r. Çünkü kütle numaras (16 dan 08 e inmifl) 8 azalm flt r. Atom numaras (84 ten 83 e inmifl) 1 azalm flt r. Z ile D birbirinin izotopudur. Çünkü atom numaralar ve proton say lar ayn d r. X, Y ye dönüflmek için 1 α fl mas yapar. CEVAP C 6. Madde miktar n 16m al rsak 15m gram bozunmufl m gram bozunmadan kalm flt r. Bu durumda madde; 16m I. yar lanmada 8m 8m II. yar lanmada 4m 4m III. yar lanmada m m VI. yar lanmada m kalm flt r. Bu durumda madde 4 defa yar lanm flt r. CEVAP C 7. Radyoaktif bir elementin yar ömrü madde miktar - na, maddenin fiziksel haline ba l de ildir. Demirin yar lanma süresi kat halde ne ise s v ve gaz halinde de ayn d r. Yar lanma süresi her element için farkl oldu undan ay rt edici bir özelliktir. 8. Madde miktar n 8m al rsak 7m gram bozunmufl m gram bozunmadan kalm flt r. Bu durumda madde; 8m Ι. yar lanmada 4m 4m ΙΙ. yar lanmada m m ΙΙΙ. yar lanmada m kalm flt r. 3 defa yar lanma T y lda olursa 1 defa yar lanma t y lda olur. Orant kurarsak; t = T/3 y l olur. CEVAP D 9. Radyoaktif bir izotop alfa (α) fl mas yaparsa kütle numaras 4, atom numaras azal r. Beta (β) fl - mas yaparsa nötron say s bir azal r. Gama (γ) fl - mas yaparsa nötron say s de iflmez. CEVAP B 8 MODERN F Z K

5 10. Alfa fl nlar n n özelikleri; Foto raf filmlerine etki ederler. Yüklü olduklar için elektrik ve manyetik alanda saparlar. Karfl laflt klar moleküllerden elektron kopararak, iyonlaflmaya neden olurlar. Giricilikleri çok azd r. 11. X radyoaktif atomu 1 α fl mas yapt nda atom çekirde i proton ve nötron f rlatm fl olur. Atom numaras, kütle numaras 4 azal r. α fl mas yapt nda atom numaras 4, kütle numaras 8 azal r. Bir elementin atom çekirde i β fl mas yap nca atom numaras 1 artar, kütle numaras de iflmez. zobar atomlar oluflur. β fl mas yapt nda atom numaras artar, kütle numaras de iflmez. Y nin atom numaras 90 oldu una göre X in atom numaras 90 + = 9 dir. Y nin nötron say s =30 90 = 140 d r. X in atom numaras α dan dolay 8 azal r, β dan dolay art na göre; = 146 olur. Ifl ma yap ld ndan olay bir do al radyoaktif bozunmad r. 15. Bir bileflik radyoaktif de ilse bileflikteki tüm elementler radyoaktif de ildir. LT radyoaktif de ildir. Bundan dolay L ve T elementleri radyoaktif de ildir. KT bilefli indeki T radyoaktif de il ise, K radyoaktiftir. LM bilefli indeki L radyoaktif de il ise, M radyoaktiftir. KP bilefli inde ise K radyoaktiftir. P için kesin birfley söylenemez. CEVAP C X + 1D Y+ 1H 1 tepkimede oluflan Y nin atom numaras 30, kütle numaras 6 dir. X in izotopudur. CEVAP D 1. Bir elementin atom çekirde i β fl mas yap nca atom numaras 1 artar, kütle numaras de iflmez. zobar atomlar oluflur. CEVAP D 13. X atomu α ve β fl mas yaparsa atom numaras ; +.( 1) = 0 de iflmez. Atom numaralar ayn oldu undan X ve Y nin periyodik cetveldeki yerleri ayn d r. Bu çekirdeklerin yar lanma süreleri farkl d r. X ve Y çekirdeklerinin kararl l klar hakk nda birfley söylenemez. X in kütle numaras Y nin kütle numaras ndan 4 fazlad r. CEVAP B 14. Radyoaktif bir element γ fl mas yapt nda enerjisini azalt r. Atom numaras de iflmez. Dolay s ile kimyasal özelli i de iflmez. α ve β fl mas yapt - nda, atom numaras de iflir dolay s ile kimyasal özelli i de iflir. CEVAP A MODERN F Z K 9

6 1. Atomun d fltan herhangi bir etki olmadan, kendili- inden bozunarak daha küçük parçalara ayr lmas ve bu ayr lma s ras nda fl ma yapmas na radyoaktiflik, bu tür fl ma yapan elementlere de radyoaktif atom denir.. Alfa (α), beta (β), gama (γ), pozitron bozunmas ve elektron yakalamas fleklinde bozunmaya u rayarak fl ma yapar. 3. Alfa (α) fl nlar n n özelikleri: 1. Foto raf filmlerine etki ederler.. Yüklü olduklar için elektrik ve manyetik alanda saparlar. 3. Karfl laflt klar moleküllerden elektron kopararak, iyonlaflmaya neden olurlar. 4. Giricilikleri çok azd r. 4. Radyoaktif bozunma süreci istatistiksel bir olayd r. Bu süreç zamana ba l olarak; N (t) = N 0 e λt eflitli i ile ifade edilir. Burada; T 1/ T 1/ t 0 N(t): Herhangi bir t an ndaki parçalanmam fl çekirdek say s, N 0 : Bafllang çtaki çekirdek say s, λ: Radyoaktif bozunma sabiti olup bir radyoaktif çekirde in birim zamandaki parçalanma olas l d r. Bu exponansiyel ifadenin zamana göre de iflim grafi i flekildeki gibidir ( Y ) Atomlardaki çekirdek olaylar kimyasal olayd r.. ( D ) 14 C metodu radyoaktivite ile yafl tayinine bir örnektir. N(t) N o N o / N o /4 3. ( Y )Gama fl nlar elektrik alandan saparlar. 4. ( D )Jeolojik ve arkeolojik materyallerin yafl tayininde kullan lan gerek radyoaktif gerekse di er metotlar, birtak m kabullere ve tahminlere dayand için istenen hassasiyette de ildir. 5. ( D )Bir atom radyoaktif ise, o atomun oluflturdu- u tüm bileflikler radyoaktiftir. 6. X izotopu: alfa (α) fl mas yaparsa; atom numaras. = 4 kütle numaras.4 = 8 azal r. 4 beta (β) fl mas yaparsa; atom numaras 1.4 = 4 artarken, kütle numaras de iflmez. Sonuç olarak X izotopu art arda alfa (α), 4 beta (β) fl mas yaparsa oluflan elementin; atom numaras = +4 + ( 4) = 0 de iflmez, kütle numaras = 8 0 = 8 azal r. 7. Ι. yol: Radyoaktif elementin yar ömrü 5y l oldu una göre 40 y ldaki yar lanma say s ; 40/5= 8 olur. Bafllang ç kütlesi 100 g al n rsa; 100 g I. yar lanmada 50 g, 50 g II. yar lanmada 5 g, 5 g III. yar lanmada 1.5 g, 1,5 g IV. yar lanmada 6.5 g, 6,5 g V. yar lanmada 3,15 g, 3,15 g VI. yar lanmada 1,565 g, 1,565 g VII. yar lanmada 0,7815 g, 0,7815 g VIII. yar lanmada yaklafl k 0,39 g kalm flt r. 40 y l sonunda maddenin 100 0,39 = 99,61 gram bozunmufl 0,39 gram bozunmadan kalm flt r. % olarak ifade edersek % 0,39 u bozunmam flt r. ΙΙ. yol: Radyoaktif elementin yar ömrü T 1/ = 5y l oldu una göre t = 40 y ldaki yar lanma say s ; t 40 n = = = 8 olur. T 5 1 / 30 MODERN F Z K

7 Bafllang ç kütlesi 100 g al n rsa 8 yar lanmadan sonra kalan kütle: m m o = = =, 039, olur. n 8 56 % olarak ifade edersek % 0,39 u bozunmam flt r. 8. 1) Radyoizotoplar n etraf na yayd enerji ve parçac klara radyasyon denir. ) Gama fl mas yapan bir atomun kütle numaras de iflmez. 3) Alfa fl mas, yapan bir atomun atom numaras azal r. 4) Bir radyoaktif izotopun saniyedeki nükleer bozunma say s na aktiflik denir. 5) Ifl nlama özel birimi Röntgen (R) dir gram radyumun saniyede yayd parçac k say - s radyoaktiflik fliddet birimi olarak kabul edilmifltir. Radyoaktiflik fliddet birimi 1 Curie (Küri); bir saniyede 37 milyar bozunmad r. Curie (Küri) k saca Ci olarak tan mlan r. 1Ci = 3, parçalanma /saniye de erine sahiptir. 10. Radyoaktif bir izotop alfa (α) fl mas yaparsa kütle numaras 4, atom numaras azal r. Beta (β) fl mas yaparsa nötron say s 1 azal r. Gama (γ) fl mas yaparsa nötron say s de iflmez. MODERN F Z K 31

8 3 MODERN F Z K