Radyoaktiflik ve Nükleer Enerji



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

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

Hayat Kurtaran Radyasyon

3- KİMYASAL ELEMENTLER VE FONKSİYONLARI

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

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

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

Atomlar ve Moleküller

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

NÜKLEER ENERJİ. Doç.Dr.M.Azmi AKTACİR. Harran Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü 2018-ŞANLIURFA. Bu sunu ders notu olarak hazırlanmıştır.

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Atomsal yapı

RADYASYON FİZİĞİ 1. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

Radyasyon, Radyoaktivite, Doz, Birimler ve Tanımlar. Dr. Halil DEMİREL

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM

ATOMUN YAPISI ATOMUN ÖZELLİKLERİ

FİZ314 Fizikte Güncel Konular

ÇEKİRDEK KİMYASI. Kimya Ders Notu

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

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

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

Element atomlarının atom ve kütle numaraları element sembolleri üzerinde gösterilebilir. Element atom numarası sembolün sol alt köşesine yazılır.

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

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek

A. ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ

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

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

RADYOAKTİVİTE Radyoaktivite (Radyoaktiflik / Işınetkinlik)

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

1. ATOMLA İLGİLİ DÜŞÜNCELER

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir.

ATOM BİLGİSİ I ÖRNEK 1

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

NÜKLEER FİSYON Doç. Dr. Turan OLĞAR

Yıldızların: Farklı renkleri vardır. Bu, onların farklı sıcaklıklarda olduklarını gösterir. Daha sıcak yıldızlar, ömürlerini daha hızlı tüketirler.

7. Sınıf Fen ve Teknoloji

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

12. SINIF KONU ANLATIMLI

2.3 Asimptotik Devler Kolu

ATOM ve İZOTOPlar RADYOAKTİVİTE ve RADYASYON. Prof. Dr. Arif Altıntaş

Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri

Elektronların Dizilişi ve Kimyasal Özellikleri

İSRAFİL ARSLAN KİM ÖĞR. YGS ÇALIŞMA KİMYA SORULARI I

Geçen Süre/Yarı ömür. İlk madde miktarı. Kalan madde miktarı

Atomun Yapısı Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddeyi (elementi) oluşturan ve maddenin (elementin)

Radyoaktivite - Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

ATOM ve İZOTOPLAR. Prof. Dr. Arif Altıntaş.

Kimyafull Gülçin Hoca

ATOMUN YAPISI. Özhan ÇALIŞ. Bilgi İletişim ve Teknolojileri

ELEMENTLERİN SEMBOLLERİ VE ATOM

YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK

ESM 309-Nükleer Mühendislik

Güneş Sistemi nin doğum öncesi resmi

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

VIA GRUBU ELEMENTLERİ

Ölçme Kontrol ve Otomasyon Sistemleri 1

12. SINIF KONU ANLATIMLI

ATOM ve YAPISI Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir. Atom kendinden başka hiçbir fiziksel ya da kimyasal metotlarla

Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir.

BİYOLOJİK MOLEKÜLLERDEKİ

Güneş in Kimlik Kartı: Doğum Yeri: Evren Annesi: Büyük Patlama (Big Bang) Kütlesi: 1,99 x kg Yarıçapı: 6.96x10 8 m Yaşı: 4.5 x 10 9 yıl Açısal

Radyoaktivitenin Canlılar Üzerindeki Etkisi

Maddenin Fiziksel Özellikleri

Serüveni 2.ÜNİTE:ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ATOMUN BÖLÜNEBİLİRLİĞİ ATOM ALTI TANECİKLER

FİSYON. Ağır çekirdekler nötronla bombardıman edildiklerinde bölünürler.

Element ve Bileşikler

ELEMETLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ

Fotovoltaik Teknoloji

Bölüm 2: Atomlar ve Atom Kuramı

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

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

ATOM BİLGİSİ Atom Modelleri

Serbest radikallerin etkileri ve oluşum mekanizmaları

ENERJİ DEPOLAMA YÖNTEMLERİ BEYZA BAYRAKÇI ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ

GÜNEŞ ENERJİSİ VE FOTOVOLTAİK PİLLER SAADET ALTINDİREK

Bölüm 1 Maddenin Yapısı ve Radyasyon. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

ELEMENT VE BİLEŞİKLER

KİMYA -ATOM MODELLERİ-

RADYONÜKLİTLERİN KİMYASI VE ANALİZİ

MADDENİN SINIFLANDIRILMASI

CANLILARIN KİMYASAL İÇERİĞİ

PERİYODİK CETVEL Mendeleev Henry Moseley Glenn Seaborg

7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri

İKİ YADA DAHA FAZLA MADDENİN ÖZELLİKLERİNİ KAYBETMEDEN ÇEŞİTLİ ORANLARDA KARIŞMASI İLE OLUŞAN TOPLULUĞA KARIŞIM DENİR KARIŞIMLAR İKİ SINIFTA

İKİ YADA DAHA FAZLA MADDENİN ÖZELLİKLERİNİ KAYBETMEDEN ÇEŞİTLİ ORANLARDA KARIŞMASI İLE OLUŞAN TOPLULUĞA KARIŞIM DENİR KARIŞIMLAR İKİ SINIFTA İNCELENİR

Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı

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

Nötr (yüksüz) bir için, çekirdekte kaç proton varsa çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde de o kadar elektron dolaşır.

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

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

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

Serüveni 2.ÜNİTE:ATOM VE PERİYODİK SİSTEM. Elementlerin periyodik sistemdeki yerlerine göre sınıflandırılması

Not: Bu yazımızın video versiyonunu aşağıdan izleyebilirsiniz. Ya da okumaya devam edebilirsiniz

Elektrik ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Öneriler

Burada Q=200 MeV kadar bir enerjidir. (1 MeV=1.6x10-13 Joule)

ELEKTROSTATİK. Atomda proton ve nötrondan oluşan bir çekirdek ve çekirdeğin çevresinde yörüngelerde hareket eden elektronlar bulunur.

X IŞINLARININ ELDE EDİLİŞİ

Transkript:

ÜNİTE 13 Radyoaktiflik ve Nükleer Enerji Amaçlar Bu üniteyi çalıştıktan sonra, radyoaktif elementleri tanıyacak, radyoaktif atomları, nükleer ışımayı, bozunma ve yarı ömrü kavrayacak, radyasyonun nasıl tarandığını, radyasyon sayaçlarını, fisyon (bölünme) olayını, füzyon (kaynaşma) olayını öğreneceksiniz. İçindekiler Giriş Radyoaktif Elementler Radyoaktif Atomlar Nükleer Radyasyon Bozunma ve Yarı Ömür Radyasyonun Taranması Radyasyon Sayaçları Fisyon (Bölünme) Füzyon (Kaynaşma) Özet Değerlendirme Soruları Öneriler Bu ünitedeki kavram ve olayları iyice öğreniniz. Ünite sonundaki soruları yazılı olarak yanıtlayınız. 11. ve 12. üniteleri bir kez daha gözden geçirin. Ünite içindeki örneklerin benzerlerini siz bulun.

1. GİRİŞ Bu ünitede radyoaktiflik olayı işlenecektir. Radyasyon (ışıma) çeşitleri üzerinde durulacaktır. Radyoaktif atomların davranışları incelenecektir. Radyoaktif atomların bozunmaları ve yarı ömür kavramları yanında radyasyon tarama yöntemleri ve nükleer reaksiyonları da incelenecektir. Ayrıca, atomların bölünmesi ile ortaya çıkan fisyon (bölünme) ve füzyon (kaynaşma) olayları konusunda bilgi verilecektir. 2. RADYOAKTİF ELEMENTLER Bazı atomlar çekirdeklerinden görünmez radyasyon (ışıma) yayarlar. Bu atomlar radyoaktiftirler. Radyasyon yayıldıkça, element farklı bir element haline dönüşür. Yeni bir element oluşunca, bozunma meydana gelir. Bozunma, bir atomun çekirdeğinin nükleer parçacıklar kaybetmesi demektir. Radyoaktiflik 1896 yılında Fransız bilim adamı Henry Becquerel tarafından keşfedilmiştir. Karanlık bir odada bulunan masa çekmecesinde bulunan bir fotoğraf levhası üzerine biraz uranyum tuzu bırakmıştı. Fotoğraf levhasının developmanını yaptıktan sonra hayretler içerisinde kalmıştı. Çünkü uranyum tuzunun izi fotoğrafta çıkmıştı. Uranyum görünmez bir radyasyon yaymış ve bu da fotoğraf levhası üzerine onun resmini çıkarmıştır. Uranyum radyoaktif bir elementtir. 1898 yılında, Marie ve Pierre Curie iki yeni radyoaktif element keşfetmişlerdir. Bu elementlerin atom sayısı 83 ' ten büyüktür. Bununla beraber, daha hafif elementlerin doğal izotopları da radyoaktiftir. İzotop, aynı elementin farklı sayıda nötron bulunduran atomlarıdır. Örneğin, potasyum ve karbonun herbiri radyoaktif izotoplara sahiptir. Yapay elementler ise laboratuvar veya nükleer reaktörlerde elde edilirler. Bunlar doğal olarak bulunmazlar. Atom sayıları 93 ve 105 arasındaki elementler, yapay elementlerdir. Örneğin, plütonyum yapay bir elementtir. Tüm yapay elementler radyoaktiftirler. 3. RADYOAKTİF ATOMLAR Bazı elementlerin radyoaktif atomları doğada bulunurlar. Radyoaktif bir atoma nüklit adı verilir. Radyoaktif atomlar, laboratuvarda elementlerin nötronlar ve yüklü parçacıklarla bombardıman edilmesiyle elde edilebilir. Niçin bazı atomlar radyoaktiftir? Hafif bir elementin kararlı olup olmaması, çekirdeğindeki protonların ve nötronların sayısına bağlıdır. Bir atomdaki protonların nötronlara oranı yaklaşık olarak eşitse, bu atomun çekirdeği kararlıdır. Kararlı bir atomun çekirdeği radyoaktif değildir. Karbon - 12 kararlı bir atoma - 109 -

örnektir. 6 adet proton ve altı tane de nötronu vardır. Karbon - 12'de protonların nötronlara oranı 1:1 dir. Protonlara göre bir atom çekirdeğinde çok sayıda nötron varsa, element ve izotopu radyoaktif olabilir. Karbon - 14 altı proton ve sekiz nötrona sahiptir. Bu izotop radyoaktiftir. Bilinen çoğu elementlerin radyoaktif atomları vardır. Yapay radyoaktif atomların birçok pratik kullanımı vardır. Kobalt - 60 gibi radyoaktif bir atomdan çıkan radyasyon kanser tedavisinde kullanılır. Yüksek enerjili radyasyon kanserli hücreleri öldürür. Radyoaktif atomlar aynı zamanda bir bitki veya hayvan vücudundaki bir elementi izlemekte kullanılır. Bir elementin yolunu izlemek suretiyle, bir kimse onun vücutta nasıl kullanıldığını öğrenebilir. Bir bitki etrafındaki toprağa yerleştirilen fosfor-32, bitki tarafından emilir. Bitki içindeki fosfor- 32 nin hareketi bir Geiger sayacı ile takip edilebilir. Bu gereç radyasyonu taramakta kullanılır. Radyoaktif bir atom izlenebilir. Bundan dolayı ona "etiketli atom" adı verilir. Yaydığı radyasyon, onun izlenmesini sağlayan bir etiket olmaktadır. Radyoaktif atomlar, organlardaki hastalıklar ve tümörlerin bulunması için kullanılırlar. Çok az bir miktar kana karıştırılır ve onu kanla hasta organa taşır. Sağlıklı bir organ ile hasta bir organın yaydıkları ışımalar kıyaslanarak bir sonuca varılabilir. 4. NÜKLEER RADYASYON Radyoaktif bir elementin çekirdeği kararsızdır. Çekirdekte bir değişme olursa bu radyasyon olarak yayılır. Çekirdekten yayılan üç tür radyasyon vardır. Bunlar alfa parçacıkları, beta parçacıkları ve gama ışınlarıdır. Herbir alfa parçacığı, içerisinde iki proton ve iki nötron bulunan bir helyum çekirdeğidir. Yükü pozitiftir. Ancak, madde içerisine nüfuz edecek derecede güce sahip değildir. Bir alfa parçacığı, ince bir kağıt parçası ile durdurulabilir. Alfa parçacıklarının çoğu birkaç cm yol aldıktan sonra durdurulur. Beta parçacıkları ise pozitif veya negatif yüklü elektronlardır. Bunlara pozitron ya da elektron da denilir. Beta parçacıkları, alfa parçacıklarından daha hızlı hareket edip, daha uzağa gidebilirler. Beta parçacıklarının etkileme gücü, alfa parçacıklarından 100 kez daha fazladır. Bununla beraber, beta parçacıkları 1 cm kalınlığındaki bir aluminyum tabaka ile durdurulabilirler. Her beta parçacığı olası bir X - ışınları üreticisidir. X - ışınları yavaşlatılmış beta parçacıkları ile üretilebilir. Yavaşlarken kinetik enerji kaybeden bir elektron, X- ışını radyasyonu ve ısı - 110 -

enerjisi yayar. Hareketli negatif yük yavaşlatılınca, yeniden radyasyon yayılır. Gama ışınları, kısa dalgaboylu ve yüksek frekanslı enerji dalgalarıdır. Gama dalgaboyları X- ışını dalgaboylarından daha kısadır. En önemlisi de, gama ışınları yüksüz parçacıklardır. Gama ışınları fotonlar veya enerji demetlerinden oluşmuştur. Bunlar ışık hızıyla hareket ederler. Gama ışınları, hem alfa hem de beta parçacıklarından daha delicidir. Gama ışınlarını durdurmak için kurşun veya beton gibi çok yoğun ve sert malzemeler gerekir. 5. BOZUNMA VE YARI-ÖMÜR Radyoaktif bir atom çekirdeğinden radyasyon yayarken, başka bir elementin atomuna dönüşebilir. Uranyum-238 bir seri bozunmaya uğrayıp, sonuçta kurşuna dönüşen bir radyoaktif elementtir. Kurşun-206 kararlı olup, radyoaktif değildir. Uranyumu kurşuna dönüştüren nükleer reaksiyonlar, çok sayıda radyoaktif element meydana getirirler. Nükleer değişmeler, kimyasal ve fiziksel değişmelerden tamamıyla farklıdır. Sıcaklık ve basınç, kimyasal ve fiziksel değişmeleri etkiler. Bununla beraber, nükleer değişim hızı, sıcaklık veya basınçtaki bir değişme ile etkilenemez. Radyoaktif bir maddedeki atomların yarısının bozunması için gerekli süreye yarı ömür adı verilir. Bir izotop için yarı-ömür bir saniyenin kesri kadar olabilir. Başka bir izotop için bu binlerce yıl veya daha fazla olabilir. Örneğin, baryum-139'un yarılanma ömrü 86 dakikadır. Şimdi, bir kurşun muhafaza içinde on gramlık saf baryum - 139 bulunduğunu kabul edelim. 86 dakika sonra, atomların yarısı bozunmuş olacaktır. Elimizde beş gram radyoaktif baryum -139 kalmış olacaktır. Bir başka 86 dakika sonra ise geri kalan baryum-139 atomlarının yarısı daha bozunmuş olacaktır. Böylece geriye 2,5 gram baryum kalacaktır.? Bir elemente bozunduğu zaman ne olmaktadır? Protonların sayısı değişince, element başka bir elemente dönüşecektir. Örneğin, Uranyum- 238 değişe değişe sonuçta kurşun - 206'ya dönüşür. Bu element kararlıdır. Bazı radyoaktif elementlerin yarılanma ömrü, çok eski nesnelerin yaş tayininde kullanılır. Örneğin, 5730 yıllık yarılanma ömrüne sahip olan karbon-14, bazı fosillerin yaş tayininde kullanılır. Bir hayvan veya bitki canlı iken sabit bir karbon-14 düzeyini korur. Hayvan veya bitki öldüğünde karbon-14 düzeyi zamanla azalacaktır. - 111 -

Karbonla yaş tayininde, bir nesnenin küçük bir numunesi alınır. Karbon - 14 miktarı, yayılan beta parçacıkları sayılarak ölçülür. Diğer radyoaktif elementler kullanarak nesnelerin yaşını tayin etmek mümkündür. 6. RADYASYON TARANMASI Alfa, beta ve gama ışınlarını beş duyu organımızla hissedemeyiz. Ancak, onların varlığını aramak (taramak) mümkündür. Radyoaktiviteyi taramanın bir yolu elektroskop kullanmaktır. X- ışınları gibi, radyoaktif radyasyon madde de iyonlar meydana getirir. Bu iyonlar yüklü bir elektroskopu yüksüzleştirir. Yük kaybı, radyasyon ile üretilen iyonların varlığından ileri gelmektedir. Elektroskop civarındaki havada iyonlar oluşur ve bunlar elektroskopun topuzu (metal) tarafından çekilirler. Negatif yüklü bir elektroskop, pozitif iyonları çeker. Elektroskop yüküne bağlı olarak ya elektronlar kazanır veya kaybeder ve sonuçta nötral hale gelir. Yük kaybedilirken, elektroskopun yaprakları aşağı düşer. Radyasyon arttıkça, elektroskopun boşalması da daha hızlı olur. Radyoaktivite, bir bulut odasında da taranabilir. Bir bulut odası (sis odası) nükleer parçacıkları ararken orada bulut (sis) şeklinde izler bırakılır. Bir bulut (sis) izi, parçacığın izi boyunca meydana gelen yoğunlaşmış su buharı çizgisidir. Bu aynen yüksekte uçan bir jetin subuharı izine benzemektedir. Ayrıca, difüzyon sis odasında su buharı yerine kolayca buharlaşan alkol kullanılabilir. Yüklü parçacıklar bir fotoğraf emülsiyonu ile de taranabilir. Emülsiyon, bir fotoğraf filmi ve baskı kağıdında kullanılan kalın bir kaplama malzemesidir. Bu emülsiyon, AgBr, gümüş bromür tanecikleri ihtiva eder. Buna bazen "donmuş sis odası" da denilir. Bu emülsiyon, gaz veya sıvı yerine, katı bir maddedir. Buraya giren bir nükleer parçacık orada etkisini gösterir ve izini fotoğraf filminde olduğu gibi görmek mümkün olur. 7. RADYASYON SAYAÇLARI Bir Geiger sayacı bir elektrik akımı teşkili ile radyasyonu tarayabilir. Akım, Geiger-Müller tüpü diye bilinen bir metal silindir içinde oluşur. Basıncı düşürülmüş argon veya helyum gazı Geiger-Müller tüpü içinde bulunur. Tüpteki ince bir mika tabakası bir "pencere" oluşturur. İnce tungsten tel, tüpün ekseni boyunca gerilmiştir. Tel ve metal silindir bir elektrik akımına bağlanmıştır. - 112 -

Silindirdeki gaz içinden radyasyon geçtiği takdirde, iyonlar oluşturulur. İyonlarda bir akım meydana getirip kapalı bir devre kurar. Örneğin, mika cam içinden bir alfa parçacığı girdiği zaman, gaz atomlarından birkaç sayıda elektronu serbest hale geçirir. Gaz atomları pozitif yüklü iyonlar haline dönüşür. Bu pozitif iyonlar, tüpün negatif duvarına doğru çekilirler. Yani, katoda doğru çekilirler. Serbest elektronlarda, tüpün merkezindeki pozitif tele doğru (anot) çekilirler. Elektronların tele akışı bir akım flaşını dış devrede meydana getirir. Bu akım yükseltilir, kayıt ve sayaç gereçlerine doğru beslenir (Şekil 1). Sayaç Radyoaktif numune Geiger - Müller tübü. Sinyal Argon gazı................... Duvar Pencere Tungsten tel Şekil 1. Geiger-Müller sayacı Küçük bir lamba ve hoparlör, Geiger sayacındaki sayaç gereci olarak vazife görür. Lambanın yanıp sönmesi veya hoparlördeki bir tıkırtı sesi, Geiger-Müller tüpüne girince duyulur. Tıkırtıların ve lambaların yanıp sönme sayısı birim zamanda Geiger sayacın-da sayılır. Böylece radyasyon şiddeti ölçülmüş olur. 8. FİSYON (BÖLÜNME) Radyoaktif elementlerin kararlı bir element oluşturması işlemi sırasında bunlar birkaç sayıda farklı reaksiyonlara uğrayabilirler. Nükleer fisyon (bölünme) böyle bir reaksiyondur. Fisyon bölünme demektir. Atom sayısı 90 'dan büyük olan elementler fisyona uğrayabilirler. Uranyum böyle bir elementtir. Nükleer fisyonda, bir atomun çekirdeği parçalanabilir. Uranyum -235 bir nötron bombardımına tutulursa, çekirdeği eşit olmayan iki çekirdeğe ayrılabilir. Şayet uranyum - 236 teşkil eden bir nötron kazanılırsa, çekirdek parçalanacaktır. Uranyum - 236 çok farklı fisyon ürünleri meydana getirmek üzere parçalanabilir. Bir reaksiyonda, baryum-144 ve kripton- 90 oluşur. İki nötron da serbest bırakılır. Bu olayın reaksiyonu şöyle - 113 -

yazılabilir: 235 1 144 90 1 92 U+ 0n 56 Ba + 36Kr + 2 0n Uranyum atomlarının bölünmesi bir zincirleme reaksiyonla sonuçlanabilir. Nükleer bir zincirleme reaksiyon bir seri hızlı nükleer bölünmelerdir. Küçük bir uranyum nümunesi, milyarlarca atom bulundurur. Bir uranyum - 235 çekirdeği bir nötronla parçalanırsa, iki nötron salınır. Bu iki nötron iki tane daha uranyum çekirdeğini parçalamakta kullanılır. Her çekirdek iki tane daha nötron çıkarır. Bu nötronlar, dört adet çekirdek tarafından yakalanırlar ve bunların parçalanmasına yol açarlar. Çekirdeklerin bölünmesi ve nötronların salınması bir zincirleme reaksiyona sebep olur. Bir zincirleme reaksiyonda, her saniyede milyarlarca fisyon reaksiyonları oluşabilir. 9. FÜZYÖN (KAYNAŞMA) Radyoaktif elementlerin sebep olabileceği diğer önemli bir reaksiyon ise füzyondur. Füzyon, iki çekirdeğin kaynaşarak bir çekirdek oluşturması olayıdır. Hidrojen gibi hafif bir element füzyona uğrayabilir. Nükleer füzyon, nükleer fisyonun karşıtı bir olaydır. Küçük kütleli elementler, büyük kütleli elementler teşkil etmek üzere birleşebilirler. Hidrojen ve bunun izotopları, nükleer füzyon için hammadde olabilirler. Döteryum bir hidrojen izotopu olup çekirdeğinde bir proton ve bir nötron vardır. Tirityum ise hidrojenin bir izotopudur ancak çekirdeğinde bir proton iki tanede nötron vardır. Tirityum pahalı ve az bulunur. Ancak, döteryum tedariki hemen hemen kısıtsızdır. Döteryum doğal olarak suda bulunur ve elektroliz ile sudan ayrılabilir. Nükleer füzyonun oluşabilmesi için 100 milyon derecelik bir sıcaklığa yaklaşılmalıdır. Nükleer füzyona termonükleer bir reaksiyon adı verilir. Termo sıcaklık anlamına gelir. Termonükleer reaksiyonların bu dev sıcaklık derecelerinde atomlar artık mevcut olamazlar. Atomlar elektronlarını kaybederler ve plazma haline dönüşürler. Plazma, maddenin dördüncü halidir. Bu hal, çekirdekler ve serbest elektronlardan oluşur. Çekirdekler aralarında varolan itme kuvvetlerini yenecek derecede enerjiye sahiptirler. Füzyon için gerekli sıcaklık şartları, güneşte ve yıldızlarda mevcuttur. Güneşin iç sıcaklığı 20 milyon C civarındadır. Güneşte füzyon olayı bir seri karmaşık nükleer değişmelerle meydana gelir. Örneğin, dört hidrojen çekirdeği kaynaşarak bir helyum çekirdeğini oluşturur. - 114 -

Güneş devamlı suretle hidrojen yakarak onu helyuma dönüştürür. Füzyon (kaynaşma) esnasında oldukça büyük miktarda enerji açığa çıkar. Enerjinin ortaya çıkışı maddenin enerjiye dönüşmesi sonucudur. Oluşan helyum çekirdeği, onu meydana getiren dört hidrojen çekirdeğinden kütlece yüzde bir kadar daha azdır. Bu yüzde birlik kütle enerjiye dönüşür. Nükleer füzyonun radyasyon enerjisi ve ışığı, güneşten yeryüzüne 150 milyon km' lik yol kateder. Ancak, yeryüzüne erişen toplam enerji, güneşin uzaya yaydığı toplam enerjinin ancak bir ya da iki milyarda biridir. Güneşte ve yıldızlarda füzyon olayının meydana geldiğini nasıl anlıyoruz? Güneş tarafından yayılan ışık bir tayf teşkil etmek üzere kırınıma uğratılır. Bu tayfın analizi, güneşin kimyasal yapısını ortaya çıkarır. Her element kendine mahsus bir tayfa sahiptir. Bir yıldızın kimyasal yapısı bize onun yaşı hakkında bilgi verir. Çoğunlukla hidrojenden oluşan bir yıldız genç bir yıldızdır. Bir yıldız yaşlandıkça hidrojeni azalır. Bazı yıldızlar yok olduğu zaman, ağır elementler meydana getirirler. Bizim güneşimiz ikinci kuşak bir yıldızdır. Güneş, yeryüzünde mevcut ağır elementlerden çoğunu az miktarda içinde bulundurur. Güneşin kütlesinin yüzde doksan dokuzu hidrojen ve helyumdan oluşur. Nükleer reaksiyonlar yoluyla daha fazla helyum ve diğer ağır elementler oluşturulacaktır. Bu işlemler yavaş yavaş oluşacağından güneşin bir beş milyar yıl daha yanmaya devam edeceği beklenmektedir. Özet Nükleer radyasyon, radyoaktif elementlerin çekirdekleri tarafından yayılır. Radyoaktif atomların çoğu doğada bulunur. Diğerleri ise laboratuvarda veya nükleer reaktörlerde yapay olarak yapılır. Bir alfa parçacığı, iki proton ve iki nötron bulunduran bir helyum çekirdeğidir. Yükü pozitiftir. Bir beta parçacığı, bir çekirdekten yayılan yüksek hızlı bir elektrondur. Pozitron pozitif, elektron ise negatif yüklüdür. Gama ışınları, çoğu maddeyi delip geçen yüksek enerjili fotonlardır. Yarı-ömür, radyoaktif bir maddenin bozunma hızını gösteren bir ölçüdür. Radyasyon taraması bir elektroskop, Geiger sayacı, sis odası ve nükleer emülsiyonla sağlanır. - 115 -

X- ışınları ve nükleer ışıma, maddede iyonlar üretir. Fisyon, ağır atomların bölünerek iki eşit olmayan büyüklükte çekirdek meydana getirmesi olayıdır. Füzyon ise iki hafif elementin kaynaşarak bir element meydana getirmesidir. Değerlendirme Soruları 1. Hafif elementler için proton - nötron oranı bire yaklaşınca, çekirdeğinin kararlı olması aşağıdakilerden hangisidir? A) artar B) azalır C) değişmez D) bire yaklaşır E) birden uzaklaşır 2. Aşağıdakilerden hangisi radyasyona karşı en iyi korunmayı sağlar? A) aluminyum B) bakır C) kurşun D) demir E) tahta 3. İki protonla iki nötron bulunduran parçacığa ne ad verilir? A) elektron B) pozitron C) beta D) alfa E) gama 4. Nükleer fisyon sırasında uranyumun kütlesi ne olur? A) bölünür B) parçalanır C) değişmez D) artar E) azalır 5. Nükleer füzyon olayında iki veya daha fazla çekirdeğe ne olur? A) parçalanırlar B) birleşirler C) bölünürler D) azalırlar E) bozunurlar - 116 -

6. Bir çekirdek içindeki parçacıkları bir arada tutan kuvvet aşağıdakilerden hangisidir? A) nükleer B) elektrik C) manyetik D) çekim E) elektro-manyetik 7. Aşağıdakilerden hangisi U-235 çekirdeğine girerek zincirleme reaksiyonu başlatır? A) alfa parçacığı B) beta parçacığı C) elektron D) nötron E) proton 8. Uranyum çekirdeği bozuna bozuna sonuçta hangi elemente dönüşür? A) aluminyum B) plütonyum C) bizmut D) demir E) kurşun 9. Maddenin dördüncü hali aşağıdakilerden hangisidir? A) fisyon B) füzyon C) plazma D) uranyum E) nükleer çekirdek 10. Güneşte meydana gelen füzyon olayında tüketilen ve üretilen madde sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir? A) döteryum - hidrojen B) hidrojen - helyum C) helyum - hidrojen D) hidrojen - döteryum E) tirityum-döteryum - 117 -

YARARLANILAN VE BAŞVURULABİLECEK KAYNAKLAR BENDİCK, J. Measuring, F. Watts, New York, 1971. DOMANİÇ, Fahri, AYGUN Erol ve Diğerleri. Fizik (Mekanik). Milli Eğitim Yayınevi, İstanbul, 1981. DRAKE, S. Galileo and the Rolling Ball. Science Digest, Oct. 1978. ERDİK, Enis, DOMANİÇ Fahri. (Çev.) Fiziğin Temelleri. Milli Eğitim Yayınevi, İstanbul, 1969. ERTAŞ, İsmet. Denel Fizik Dersleri. Cilt I, Ege Üniversitesi, İzmir, 1975. GARDNER, R, WEGSTER, D. A Book of Science Experiments and Puzzles About Motion. Doubleday and Co. N.Y, 1978. HEİMLER, C.H, PRİCE, J. Focus on Physical Science. Charles E, Merril Publ, Co. Ohio, 1981. KÖROĞLU, Hüseyin. Denel Fizik. Fen Yayınevi, Ankara, 1975. MARTENS, A.E. Seeing Machines, Science Digest, May 1978. SANALAN, Yalçın. PSSC Fiziği. Milli Eğitim Yayınevi, İstanbul, 1975. TANNENBAUM, B.STİLLMAN, M. Understanding Sound. Mc. Graw-Hill, New York, 1973. WEAVER, K.F. The Promise and Peril of Nuclear Energy. National Georaphic, April 1979. -118 -

ÜNİTELERDEKİ DEĞERLENDİRME SORULARININ DOĞRU YANITLARI ÜNİTE 1 ÜNİTE 2 ÜNİTE 3 ÜNİTE 4 1. C 1. A 1. B 1. D 2. E 2. B 2. C 2.E 3. B 3. C 3. D 3. A 4. A 4. D 4. E 4. B 5. C 5. E 5. A 5. C 6. D 6. B 6. B 6. D 7. E 7. D 7. C 7. E 8. A 8. E 8. D 8. A 9. B 9. A 9. E 9. B 10. C 10. B 10. A 10. C ÜNİTE 5 ÜNİTE 6 ÜNİTE 7 ÜNİTE 8 1. E 1. C 1. C 1. B 2. B 2. A 2. B 2. C 3. C 3. B 3. D 3. D 4. D 4. A 4. E 4. D 5. A 5. D 5. A 5. E 6. E 6. E 6. C 6. B 7. A 7. B 7. B 7. C 8. B 8. C 8. C 8. E 9. C 9. A 9. E 9. B 10. D 10. E 10. B 10. D -119 -

ÜNİTE 9 ÜNİTE 10 ÜNİTE 11 ÜNİTE 12 ÜNİTE 13 1. C 1. C 1. D 1. E 2. D 2. A 2. B 2. D 3. A 3. B 3. C 3. B 4. E 4. D 4. A 4. A 5. A 5. E 5. E 5. B 6. D 6. D 6. B 6. C 7. B 7. A 7. C 7. E 8. E 8. C 8. E 8. D 9. C 9. D 9. B 9. B 10. D 10. B 10. C 10. A 1. A 2. C 3. D 4. E 5. B 6. A 7. D 8. E 9. C 10. B - 120 -

TRİGONOMETRİK FONKSİYONLAR ÇİZELGESİ Açı Açı Derece Radyan Sinüs Kosinüs Tanjant Derece Radyan Sinüs Kosinüs Tanjant 0 000 0.000 1.000 0.000 1.017.018 1.000.018 46 0.803 0.719 0.695 1.036 2.035.035 0.999.035 47.820.731.682 1.072 3.052.052.999.052 48.838.743.669 1.111 4.070.070.998.070 49.855.755.656 1.150 5.087.087.996.088 50.873.766.643 1.192 6.105.105.995.105 51.890.777.629 1.235 7.122.122.993.123 52.908.788.616 1.280 8.140.139.990.141 53.925.799.602 1.327 9.157.156.988.158 54.942.809.588 1.376 10.175.174.985.176 55.960.819.574 1.428 11.192.191.982.194 56.977.829.559 1.483 12.209.208.978.213 57.995.839.545 1.540 13.227.225.974.231 58 1.012.848.530 1.600 14.244.242.970.249 59 1.030.857.515 1.664 15.262.259.966.268 60 1.047.866.500 1.732 16.279.276.961.287 61 1.065.875.485 1.804 17.297.292.956.306 62 1.082.883.470 1.881 18.314.309.951.325 63 1.100.891.454 1.963 19.332.326.946.344 64 1.117.899.438 2.050 20.349.342.940.364 65 1.134.906.423 2.145 21.367.358.934.384 66 1.152.914.407 2.246 22.384.375.927.404 67 1.169.921.391 2.356 23.401.391.921.425 68 1.187.927.375 2.475 24.419.407.914.445 69 1.204.934.358 2.605 25.436.423.906.466 70 1.222.940.342 2.747 26.454.438.899.488 71 1.239.946.326 2.904 27.471.454.891.510 72 1.257.951.309 3.078 28.489.470.883.532 73 1.274.956.292 3.271 29.506.485.875.554 74 1.292.961.276 3.487 30.524.500.866.577 75 1.309.966.259 3.732 31.541.515.857.601 76 1.326.970.242 4.011 32.559.530.848.625 77 1.344.974.225 4.331 33.576.545.839.649 78 1.361.978.208 4.705 34.593.559.829.675 79 1.379.982.191 5.145 35.611.574.819.700 80 1.396.985.174 5.671 36.628.588.809.727 81 1.414.988.156 6.314 37.646.602.799.754 82 1.431.990.139 7.115 38.663.616.788.781 83 1.449.993.122 8.144 39.681.629.777.810 84 1.466.995.105 9.514 40.698.643.766.839 85.1.484.996.087 11.43 41.716.658.755.869 86 1.501.998.070 14.30 42.733.669.743.900 87 1.518.999.052 19.08 43.751.682.731.933 88 1.536.999.035 28.64 44.768.695.719.966 89 1.553 1.000.018 57.29 45.785.707.707 1.000 90 1.571 1.000.000-121 -