Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

Benzer belgeler
Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

1. Hafta. İzotop : Proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan çekirdeklere izotop denir. ÖRNEK = oksijenin izotoplarıdır.

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

İÇİNDEKİLER -BÖLÜM / 1- -BÖLÜM / 2- -BÖLÜM / 3- GİRİŞ... 1 ÖZEL GÖRELİLİK KUANTUM FİZİĞİ ÖNSÖZ... iii ŞEKİLLERİN LİSTESİ...

Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez.

KİM-117 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

ESM 309-Nükleer Mühendislik

Bohr Atom Modeli. ( I eylemsizlik momen ) Her iki tarafı mv ye bölelim.

RADYASYON FİZİĞİ 1. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

NÜKLEER FİSYON Doç. Dr. Turan OLĞAR

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

FİZ444 RADYASYON FİZİĞİ DERS NOTLARI

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

12. SINIF KONU ANLATIMLI

Yıldızlara gidemeyiz; sadece onlardan gelen ışınımı teleskopların yardımıyla gözleyebilir ve çözümleyebiliriz.

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

RADYOAKTİVİTE Radyoaktivite (Radyoaktiflik / Işınetkinlik)

RADYOAKTİFLİK. Bu çalışmalar sonucunda radyoaktif olarak adlandırılan atomların yüksek enerjili tanecikler ve ışınlar yaydıkları belirlenmiştir.

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Radyasyon (Işınım) Isı Transferi Deneyi Çalışma Notu

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

ATOM BİLGİSİ Atom Modelleri

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. chem.libretexts.org

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

Morötesi ışınlar (ultraviole ışınlar); güneş ışını içerisinde bulunduğu gibi yapay olarak da meydana getirilir ve x-ışınlarına göre dalga boyları

BÖLÜM 3: (6,67x10 Nm kg )(1,67x10 kg)»10 36 F (9x10 Nm C )(1,6x10 C) NÜKLEONLAR ARASI KUVVET- NÜKLEER KUVVET

BÖLÜM 4: NÜKLEER DÜZEY SPEKTRUMU ve ÇEKİRDEK OLUŞUMLARI

Elektromanyetik Dalgalar. Test 1 in Çözümleri

Bölüm 8: Atomun Elektron Yapısı

12. SINIF KONU ANLATIMLI

İşyeri ortamlarında, çalışanların sağlığını. ve güvenliğini korumak amacıyla yapılan bilimsel çalışmaların tümü diye tanımlanabilir.

KMB405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I IŞINIMLA ISI İLETİMİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

FİZ314 Fizikte Güncel Konular

BÖLÜM 7. ENSTRÜMENTAL ANALİZ YÖNTEMLERİ Doç.Dr. Ebru Şenel

Nanomalzemelerin Karakterizasyonu. Yapısal Karakterizasyon Kimyasal Karakterizasyon

Ankara Üniversitesi, Nükleer Bilimler Enstitüsü ALFA IŞINLARI

Nükleer Spektroskopi Arş. Gör. Muhammed Fatih KULUÖZTÜRK

Atomik Çekirdek ve Radyoaktivite. Test 1 in Çözümleri

Gamma Bozunumu

Elektromanyetik Işıma Electromagnetic Radiation (EMR)

Maddenin Yapısına Giriş Ders-2 DOÇ. DR. ZEYNEP GÜVEN ÖZDEMİR EKİM 2017

Hayat Kurtaran Radyasyon

FİZİK 2 ELEKTRİK VE MANYETİZMA Elektrik yükü Elektrik alanlar Gauss Yasası Elektriksel potansiyel Kondansatör ve dielektrik Akım ve direnç Doğru akım

NÜKLEER REAKSİYONLAR II

Fisyon,Füzyon, Nükleer Güç Santralleri ve Radyasyon. Prof. Dr. Niyazi MERİÇ A.Ü. Nükleer Bilimler Enstitüsü

SELÇUK ÜNİVERSİTESİ "RADYASYON GÜVENLİĞİ ÜST KURULU KURULUŞ VE ÇALIŞMA ESASLARI YÖNERGESİ BİRİNCİ BÖLÜM. Amaç, Kapsam, Yasal Dayanak ve Tanımlar

Kaynak: Forum Media Yayıncılık; İş Sağlığı ve Güvenliği için Eğitim Seti

Işınım ile Isı Transferi Deneyi Föyü

RADYASYON FİZİĞİ 2. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Radyoaktivitenin Canlılar Üzerindeki Etkisi

T. C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ GAZİ EĞİTİM FAKÜLTESİ FİZİK EĞİTİMİ A. B. D. PROJE ÖDEVİ

Bölüm 7 Radyasyon Güvenliği. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

Atomların Kuantumlu Yapısı

ÇALIŞMA YAPRAĞI (KONU ANLATIMI)

DERS ÖĞRETİM PLANI. (Bölümden Bağımsız hazırlanmıştır

DEMOCRİTUS. Atom hakkında ilk görüş M.Ö. 400 lü yıllarda Yunanlı filozof Democritus tarafından ortaya konmuştur.

SUNUM KONUSU : GAMA IŞINLARI SUNUMU HAZIRLAYAN : KEMAL AKKUŞ NUMARASI : KONU BAŞLIKLARI

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

LÜMİNESANS MATERYALLER

EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI 12 SINIF FİZİK DERSİ DESTEKLEME VE YETİŞTİRME KURSU KAZANIMLARI VE TESTLERİ

RADYASYON VE RADYASYONDAN KORUNMA

BAKIR ATOMUNDA K,L,M ZARFLARI

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Fotovoltaik Teknoloji

6- RADYASYON KAYNAKLARI VE DOZU

Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir. Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir. Atomda bulunan yükler;

Dalton atom modelinde henüz keşfedilmedikleri için atomun temel tanecikleri olan proton nötron ve elektrondan bahsedilmez.

3- KİMYASAL ELEMENTLER VE FONKSİYONLARI

MODERN FİZİĞİN DOĞUŞUNDA MOR ÖTESİ KRİZİNİN ROLÜ

RÖNTGEN FİZİĞİ 6. X-Işınlarının madde ile etkileşimi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Radyoaktivite - Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu

4. ATOM VE MOLEKÜL TAYFLARI

ALFA BOZUNUMU MEHMET YÜKSEL ÇÜ FBE FİZİK ABD ADANA-2010

Spektroskopi. Elektromanyetik ışımanın madde ile etkileşimini inceleyen bilim dalına spektroskopi denir.

ESM 309-Nükleer Mühendislik

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

RÖNTGEN FİZİĞİ. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

ATOMUN YAPISI ATOMUN ÖZELLİKLERİ

SPEKTROSKOPİ ENSTRÜMANTAL ANALİZ. Elektromanyetik radyasyon (ışıma)

STANDART MODEL VE ÖTESİ. : Özge Biltekin

Parçacık Fiziği Söyleşisi

AST404 GÖZLEMSEL ASTRONOMİ HAFTALIK UYGULAMA DÖKÜMANI

NORMAL ÖĞRETİM DERS PROGRAMI

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM

FİZİK 4. Ders 6: Atom Enerjisinin Kuantalanması

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

Bölüm 1: Lagrange Kuramı... 1

ATOMIC SPECTROSCOPY. Elektromanyetik spektrum. Bölüm 7: ATOM SPEKTROSKOBİSİ. Malzeme Karakterizasyonu

Radyoaktif Çekirdekler

ATOM MODELLERİ.

SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir.

İçerik. Temel Atom ve Çekirdek Yapısı RADYASYON TEMEL KAVRAMLAR. Çekirdek. Nötronlar (yüksüz) Elektronlar (-1)

Fizik bilimi nedir? Fizik Bilimi nedir? Fizik biliminin uğraşı alanları nelerdir? On5yirmi5.com. Fizik Bilimi nedir?

Alfa Bozunumu Alfa bozunumu

ATOM ATOMUN YAPISI 7. S I N I F S U N U M U. Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir.

RADYASYON ÖLÇME SİSTEMLERİ

Elektromanyetik Dalgalar. Test 1 in Çözümleri

X IŞINLARININ ELDE EDİLİŞİ

Transkript:

101537 RADYASYON FİZİĞİ Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

TEMEL KAVRAMLAR Radyasyon, Elektromanyetik Dalga, Uyarılma ve İyonlaşma, peryodik cetvel radyoaktif bozunum Radyoaktivite, Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 2

TEMEL KAVRAMLAR Radyasyon: Dalga ya da parçacık şeklinde uzayda enerji yayınlanmasıdır. Aşağıdakiler örnek olarak verilebilir: Dalga şeklinde yayınlananlar: Radyo dalgaları Görünen ışık Isı X-ışınları Gamma ışınları Parçacık şeklinde yayınlananlar: Alfa radyasyonu Beta radyasyonu Nötron radyasyonu Temel kavramlar Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 3

Transfer edilen enerji miktarına bağlı olarak radyasyon, iyonize ve iyonize olmayan radyasyon olarak ikiye ayrılabilir. Bu dersin kapsamında, aksi belirtilmedikçe, radyasyon denildiğinde iyonize radyasyon kast edilecektir. Atomun yapısı, radyasyonunun kaynağının ve doğasının anlaşılmasında önemlidir. Atomun Bohr modeli, nükleer ve atomik dönüşümlerin gösterilmesinde önemlidir. Bohr modeli aşağıda verilen iki postülata dayanır: i) Çekirdek etkisi altında bulunan elektronlar, sadece belli enerji seviyelerini işgal ederler. ii) Bir atomik elektron bir seviyeden başka bir seviyeye geçerken, enerji soğurarak ve bırakarak sadece enerjisini değiştirir. Enerji soğurma ya da yayınlama, elektromanyetik radyasyon ile olmaktadır. Temel kavramlar Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 4

ELEKTROMANYETİK DALGA Görünebilir ışık, radyo dalgaları ve ultroviyole ışınları dalga şeklinde yayılan radyasyon biçimleridir. Bunlar elektromanyetik dalga çeşitleridir. Elektromanyetik dalgalar (e.m), bir kaynaktan bir alıcıya enerji ve momentum taşırlar ve boşlukta ışık hızıyla yayılırlar: c Burada, λ: Dalga boyu; : frekans Elektromanyetik dalgalar foton adı verilen enerji kuantumlarından oluşur. Foton enerjisi ise, E=hv ile verilir. Burada, h, Planck sabitidir. Temel kavramlar Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 5

Elektromanyetik Dalga Güneş ve çeşitli doğal yada yapay kaynaklar değişik dalga boylarında elektromanyetik enerji saçarlar. Görünen ışık; insan gözü tarafından görülebilen veya algılanabilen elektromanyetik enerji aktarımının birçok şekillerinden sadece birisidir. Radyo dalgaları, ısı, morötesi (ultraviyole) ışınları, x ışınları diğer benzer şekillerdir. Bir Elektromanyetik Dalga. Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 6

Elektromanyetik Dalga Fizik yasalarından bildiğimiz gibi, dalgaların için genel eşitlik; c =. λ Bir diğer kuram ise kuantum enerjisi ile açıklanabilir. E = h. = E / h ise burdan, h.c E = ----------- λ Böylece kuantum kuramında da kuantum enerjisinin dalga boyuyla ters orantılı olduğu görülür. Sonuçta; Daha uzun dalga boyu, daha düşük enerji taşır şeklinde bir açıklama elde edilir. Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 7

Elektromanyetik Spektrum Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 8

Güneş Işınımının Etkisi Optik algılayıcıların kaydettikleri enerji güneşten gelen enerji ile ilgilidir. Her ne kadar güneşten gelen enerjinin tayfsal dağılımı sabitse de bir cisme ulaşan miktar atmosferden geçerken değişime uğrar. Atmosfer dışında güneş ışıması Enerji Siyah cisim ışıması Deniz düzeyinde güneş ışıması Dalga Boyu Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 9

UYARILMA VE İYONLAŞMA Yörüngesel bir elektrona transfer edilen enerji seviyesini aşarsa, elektron daha yüksek enerjili bir düzeye çıkar. Bu durumda elektron uyarılmıştır denir. Eğer, elektrona yeteri kadar enerji transferi yapılırsa elektron tamamen çekirdek etkisinden kurtulur ve uzaklaşır. Bu durumda atom iyonlaşmıştır denir. Temel kavramlar Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 10

ÇEKİRDEK KUVVETLERİ Proton ve nötronlar çekirdek içinde, Coulomb itmesinin üstesinden gelen nükleer kuvvetlerle bağlanırlar. Nükleer potansiyel V(r) Coulomb itmesi r nükleer potansiyeli Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 11

nötron sayısı KARARLILIK EĞRİSİ 140 α-yayınımı 120 β-yayınımı 100 80 N=Z 60 Β + yayınımı veya elektron yakalama 40 20 20 40 60 80 100 proton sayısı Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 12

Radyoaktif Bozunma Kanunu Bir atomun çekirdeğinin bir α parçacığı, bir β parçacığı, bir γ ışını veya başka herhangi bir parçacık yayınlaması ya da ekstra çekirdek kabuğundan bir elektron yakalaması işlemine radyoaktif bozunma adı verilir. λ : Bozunmamış herhangi bir çekirdeğin gelecek bir saniye içindeki bozunma olasılığı ( λ << 1 ) Bir dt zaman aralığında her bir atomun bozunma olasılığı λdt ' dir. Verilen bir zamanda eğer N sayıda bozunmamış atom varsa dt küçük aralığında bozuncak atom sayısı : dn = - λdtn ( - işareti t arttıkça N ' nin azalacağını gösterir. ) Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 13

dn / N = - λdt ( t=0 'da, N = N 0 sınır şartı ) ln N = - λt + C ( integral alınırsa ) ln N 0 = C ln N = - λt + ln N 0 ln N - ln N 0 = - λt ln ( N / N 0 ) = - λt N / N 0 = e -λt N = N 0 e -λt N : Herhangi bir anda bozunmadan kalan atomların sayısı λ : Parçalanma veya bozunma sabiti Aktiflik : Verilen bir numunede saniyedeki parçalanma sayısıdır. dn = - λdtn Aktiflik = dn / dt = + λn = A Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 14

N 0 A0 4 N 0 /2 N 0 /4 N 0 /8 2 α t1/2 t2/2 t3/2 t (a) (b) RADYOAKTİVİTE Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 15

ÖRNEK: Başlangıçta 1000 atom bir numunenin bozunma sabiti λ = 0,1 sn -1 ise 2 saniye sonra bozunacak olan atom sayısı ve aktivitesi nedir? λ = 0,1 sn -1 'in anlamı 1 saniyelik zaman diliminde atomların % 10 u parçalanacak demektir. 1.saniyede 0,1 x 1000 = 100 atom parçalanacak. Aktiflik = λn = 0,1 x 1000 = 100 Geriye 1000 100 = 900 atom kaldı. 2.saniyede 0,1 x 900 = 90 atom parçalanacak geriye 900 90 = 810 atom kalacak. A 1 = 100 Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 16

A 2 = 90 A = A 0 e -λt Yarı - Ömür : Başlangıçta bulunan bozunmamış atomların sayısının yarıya düşmesi için geçen zamandır. t 0 = 0 N 0 atom t ½ = T atom N = N 0 e -λt N 0 / 2 = N 0 e -λt ln ( 1 ) - ln ( 2 ) = - λt ½ t ½ = ln ( 2 ) / λ. t ½ = 0,693 / λ Ortalama Ömür ( τ ) : Bir çekirdeğin bozununcaya kadar geçirdiği ortalama süredir. t süresi içinde bozunmadan kalan çekirdeklerin sayısı N( t ) ' dir ve t ile t + dt aralığında bozunanların sayısı dn dt dt ' dir. Bu durumda ortalama ömür ; τ = = 0 t dn = 0 λtn0 e N0 λt = 0 dn N 0 0 λte λt dt τ = 1 λ Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 17

ÖRNEK: Aşağıda bir radyoaktif maddenin farklı zamanlarda ölçülen aktivite değerleri verilmektedir. ZAMAN (saat) A(sayma/dakika) 0 4810 12 4215 24 3705 36 3281 48 2850 60 2520 72 2211 84 1998 a) Bozunma sabitini bulunuz. b) Yarı ömrünü bulunuz. c) Ortalama ömrünü bulunuz. d) Kaynağın iki hafta sonraki aktivitesini bulunuz. e) 2 hafta sonraki bozunmamış atomların sayısını bulunuz. f) 2 hafta içinde bozunan atomların sayısınını bulunuz. 96 1775 108 1502 Prof.Dr.Niyazi MERİÇ 18