A Tömegspektrométer elve AZ ATOMMAG FIZIKÁJA. Az atommag szerkezete (40-44 oldal) A tömegspektrométer elve. Az atommag komponensei:



Hasonló dokumentumok
8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

Radioaktivitás. 9.2 fejezet

Sillabusz az Orvosi kémia szemináriumokhoz. Pécsi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar 2010/

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

Biofizika tesztkérdések

Szupernova avagy a felrobbanó hűtőgép

KOVÁCS ENDRe, PARIpÁS BÉLA, FIZIkA II.

Magfizika. (Vázlat) 2. Az atommag jellemzői Az atommagok rendszáma Az atommagok tömegszáma Izotópok és szétválasztásuk Az atommagok mérete

Előzmény : 1897-ben J.J. Thomson felfedezte az elektronokat. Az atom modellje egy mazsolás puding volt.

Tamás Ferenc: Természetes radioaktivitás és hatásai

A testek részecskéinek szerkezete

2. AZ ATOM Az elektron felfedezése

Környezetgazdálkodás ban gépészmérnöki diplomát szerzett Dr. Horváth Márk ben ő lett az első Fizikai Nobel-díj tulajdonosa.

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

F1404 ATOMMAG- és RÉSZECSKEFIZIKA

Atomfizikai összefoglaló: radioaktív bomlás. Varga József. Debreceni Egyetem OEC Nukleáris Medicina Intézet Kötési energia (MeV) Tömegszám

A HÚZÓSOK NYOMTASSÁK KI ÉS HOZZÁK MAGUKKAL A RÁJUK VONATKOZÓ TÉTELEKET. A KIHÚZOTT TÉTELT (CSAK AZT) MAGUKNÁL TARTHATJÁK A FELKÉSZÜLÉS ALATT.

Atommag, atommag átalakulások, radioaktivitás

AZ ATOM. Atom: atommag + elektronfelhő = proton, neutron, elektron. Elemi részecskék

Nagy Sándor: Magkémia

Papp Gábor, Németh Judit. Magfizika. egyetemi jegyzet fizika tanár szakos hallgatóknak. 2003, ELTE, Budapest

NEUTRON-DETEKTOROK VIZSGÁLATA. Mérési útmutató BME NTI 1997

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Tartalomjegyzék. A periódusos rendszer szerkezete Az elemek tulajdonságainak változása... 14

töltéssel rendelkező vagy semleges részecskék kinetikus energiája és (vagy) impulzusa a kondenzált közegek atomjaival ütközve megváltozhat.

Az elektron felfedezése

FIZIKA 12.a osztály. Ismerje az analógiát és a különbséget a magneto- és az elektrosztatikai alapjelenségek között.

A nyugalomban levő levegő fizikai jellemzői. Dr. Lakotár Katalin

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

Részecske- és magfizika vizsgakérdések

Bevezetés; Anyag és Energia; Az atomok szerkezete I.

Természettudomány témakör: Atomok, atommodellek Anyagok, gázok

Úton az elemi részecskék felé. Atommag és részecskefizika 2. előadás február 16.

OSZTÁLYOZÓ VIZSGA TÉMAKÖREI

Az atomok szerkezete. Az atomok szerkezete. Általános és szervetlen kémia 2. hét Az atomok szerkezete

Az atommag története

Az atommag szerkezete


6. RADIOAKTIVITÁS ÉS GEOTERMIKA

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum (DE OEC) Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet, igazgató: Szöllősi János, egyetemi tanár

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

A FIZIKA KÖZÉPSZINTŰ SZÓBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA TÉTELEINEK TÉMAKÖREI MÁJUSI VIZSGAIDŐSZAK

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Az atomreaktor. 4. fejezet. 4. előadás

A Geiger-Müller számlálócső és alkalmazásai Engárd Ferenc okl.villamosmérnök - blackbox@engard.hu

A CERN, az LHC és a vadászat a Higgs bozon után. Genf

I. Az anyagszerkezetről alkotott kép változása Ókori görög filozófusok régi kérdése: Miből vannak a testek? Meddig osztható az anyag?

L Ph 1. Az Egyenlítő fölötti közelítőleg homogén földi mágneses térben a proton (a mágneses indukció

Készítette: Bujnóczki Tibor Lezárva:

Sugárzásmérés. PTE Műszaki és Informatikai Kar DR. GYURCSEK ISTVÁN

Rutherford-féle atommodell

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Bevezetés a részecske fizikába

Atommagok alapvető tulajdonságai

A jelenség magyarázata. Fényszórás mérése. A dipólus keletkezése. Oszcilláló dipólusok. A megfigyelhető jelenségek. A fény elektromágneses hullám.

Hidrogéntől az aranyig

Minta vizsgalap. I. Karikázza be az egyetlen megfelelő válasz betűjelét! (10x1 pont)

Kémiai alapok. Általános kémia

Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

FIZIKA. Radioaktív sugárzás

Mössbauer Spektroszkópia

RADIOAKTÍV GYÓGYSZERKÉSZÍTMÉNYEK. Radiopharmaceutica

Maghasadás (fisszió)

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Röntgensugárzás 9/21/2014. Röntgen sugárzás keltése: Röntgen katódsugárcső. Röntgensugárzás keletkezése Tulajdonságok Anyaggal való kölcsönhatás

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Nehézion ütközések az európai Szupergyorsítóban

II./3.4. fejezet: Daganatos betegségek sugárkezelésének alapelvei

Maghasadás és láncreakció

FIZIKA PRÓBAÉRETTSÉGI EMELT SZINT. 240 perc

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

Ph Mozgás mágneses térben

Az anyagszerkezet alapjai

Az Orvosi Fizika Szigorlat menete a 2012/2. tanévtől

OTKA tematikus pályázat beszámolója. Neutronban gazdag egzotikus könnyű atommagok reakcióinak vizsgálata

A kvantumfolyadékok csodái a szuperfolyékony hélium Sasvári László ELTE Fizikai Intézet Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

ATOMFIZIKA, RADIOAKTIVITÁS

Stabilizotóp-geokémia. Dr. Fórizs István MTA Geokémiai Kutatóintézet

Fa- és Acélszerkezetek I. 5. Előadás Stabilitás I. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

A MODERN FIZIKA ÖSSZEHANGOLT

A LÉGKÖR SZERKEZETE. A légkör fizikai tulajdonságai alapján rétegekre osztható

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Az atom felépítése Alapfogalmak

EGÉSZTESTSZÁMLÁLÁS. Mérésleírás Nukleáris környezetvédelem gyakorlat környezetmérnök hallgatók számára

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

Részecskefizikai jelenségek és megfigyelési módszerek

A KÉNVEGYÜLETEK LÉGKÖRI KÖRFORGALMA

ESR színképek értékelése és molekulaszerkezeti értelmezése

Nehéz töltött részecskék (pl. α-sugárzás) kölcsönhatása

Országos Szilárd Leó fizikaverseny feladatai

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Demográfiai helyzetkép Magyarország 2014 Spéder Zsolt

Pozitron-emissziós tomográf (PET) mire való és hogyan működik?

A sugárzások és az anyag fizikai kölcsönhatásai

Fizikaverseny, Döntő, Elméleti forduló február 8.

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Elektromágneses hullámok, a fény

Bevezetés a kémiába (TKBE0141, TTBE0141) témakörei. Általános kémia

Atomfizika I. Az anyagszerkezetről alkotott kép változása Ókori görög filozófusok régi kérdése: Miből vannak a testek? Meddig osztható az anyag?

Átírás:

AZ ATOMMAG FIZIKÁJA Az atommag szerkezete (40-44 oldal) A tömegspektrométer elve Az atommag komponensei izotópok Tömeghiány, kötési energia, stabilitás Magerők Magmodellek Az atommag stabilitásának tényezői A Tömegspektrométer elve Vq = ½ mv 2 (mv 2 )/r = qvb m = (r 2 B 2 q) /(2V) vagy m/q=(r 2 B 2 ) /(2V) Radioaktivitás (164-170 oldal) A radioaktív bomlás törvényszerűségei A radioaktív sugárzások módjai A radioaktív bomlási sorok Az atomenergia hasznosítása Vereb György DE OEC BSI, 2010 Az atommag szerkezete Az atommag komponensei: protonok (Z = rendszám) neutronok (N) összefoglaló néven: nukleonok Ezek olyan nehéz részecskék (hadronok, ezen belül barionok), melyek viszonylag stabilak, és önállóan is megfigyelhetők A korábbi elképzeléssel szemben nem oszthatatlanok, kvarkokból és gluonokból épülnek fel A proton tömege 1%-al kisebb mint a neutroné ATE = atomi tömeg egység, 12 C tömege / 12 Az atommagok összetétele, izotópok tömegszám: A=N+Z Izotóp atommagok (azonos protonszám) Izobár atommagok (azonos tömegszám) Izotón atommagok (azonos neutronszám) Az atommag komponenseinek megismerését a következő felfedezések (is) előmozdították: Béta sugárzás - elektron Alfa sugárzás hélium atommag (2 proton, 2 neutron)

Néhány ismertebb izotóp, izotópeffektus Tömeghiány, kötési energia, stabilitás Tömegdefektus m= Zm p +(A-Z)m n -m(a,z) E= mc 2 Kötési energia: E= [Zm p +(A-Z)m n -m(a,z)]c 2 Izotópeffektusok: Eltérések a fizikai és kémiai tulajdonságokban egy elem izotópjai, vagy azok vegyületei között Atom- vagy molekulatömeg különbsége miatt (hőmozgás, eltérő mozgás erőtérben, egyéb mechanikai tulajdonság) Molekulán belüli tömegeloszlás különbsége miatt (színképeltolódás, intermolekuláris kölcsönhatások, reakcióképesség, reakciósebesség) Egy nukleonra eső kötési energia a tömegszám függvényében Az atommag spontán átalakulásainak iránya Magerők tulajdonságai bomlás fúzió Egy nukleonra eső kötési energia a tömegszám függvényében ( erős kölcsönhatás Π mezon = Pion ) Vonzó erők (meghaladja a Coulomb erőket) Töltéstől függetlenek Hatótávolságuk kb. egy nukleonnyi Átmenet a centrális erők és a tenzor erők (pl. mágneses erő) között

Magmodellek, az atommag stabilitása Folyadékcsepp-modell az atommag sűrűsége a nukleonok számától független - E köt ~ A (térfogat) - E köt ~ 1/A 2/3 (felületi feszültség) - E köt ~ 1/Coulomb - E köt ~ 1/Pauli (A-Z) Héjmodell α,γ és (β+ν) : mind kvantált! protonok és neutronok külön héjakra töltődnek mágikus számoknál stabilitás (lezárt héjak) (neutron- vagy protonszám: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126) Az atommag stabilitása N/Z arány növekszik Több páros Z mint páratlan Több páros N mint páratlan Több páros A mint páratlan Proton szám Neutronszám Stabil izotópok száma Páros Páros 141 Páratlan Páros 45 Páros Páratlan 51 Páratlan Páratlan 5 1/eN 0 Radioaktivitás A radioaktív bomlás törvényszerűségei N/N 0 =e -λt =e -t/τ λ: bomlási állandó Élettartam: τ=1/λ Ennyi idő alatt csökken 1/e (é-ad) részére (37%) a bomlatlan magok száma Felezési idő: T 1/2 = ln2/λ= ln2 τ Ennyi idő alatt csökken felére a bomlatlan magok száma Radioaktivás Fizikai és biológiai felezési idő fizikai effecktív biológiai Felezési idő: T 1/2 = ln2/λ λ eff = λ fiz + λ biol 1/T eff = 1/T fiz + 1/T biol τ time

Radioaktivitás α: (He mag), tömegszámváltozás: -4, rendszámváltozás: -2 A radioaktív sugárzások módjai α: (He mag), tömegszámváltozás: -4, rendszámváltozás: -2 vonalas spektrum β: tömegszámváltozás: 0, rendszámváltozás: -1 vagy +1 folytonos spektrum 1. β + (p n,ν, β + ) (β + + β - 2 γ foton) 2. β - (n p,ν, e - ) 3. K-befogás (p + e - n, ν, rtg/auger elektron) γ: tömegszámváltozás: 0, rendszámváltozás: 0, α, β-hoz társulva elektromágneses sugárzás, vonalas spektrum β: tömegszámváltozás: 0, rendszámváltozás: -1 vagy +1 1. β + (p n, ν, β + ) 2. β - (n p, ν, e - ) 3. K-befogás (p + e - n,ν, rtg/auger elektron) A K befogás kísérő jelenségei

β részecske folytonos energiaspektruma β - részecske és anti-neutrino energiájának összege állandó A radioaktív bomlási sorok Urán-rádium (4n+2) 238 U 206 Pb, T 1/2 =4.5x10 9 év Tórium (4n) 232 Th 208 Pb, T 1/2 =1.41x10 10 év Urán aktínium (4n+3) 235 U 207 Pb, T 1/2 =0.71x10 9 év Neptúnium (4n+1) 237 Np 209 Bi, T 1/2 =2.14x10 6 év Természetben nem fordul elő! Radioaktív egyensúly λ 1 N 1 = λ 2 N 2 Nukleáris hasadás termikus neutronokkal LÁNCREAKCIÓ A reakció lehet: - szubkritikus (kevesebb mint egy n vesz részt új reakcióban az előzőben keletkezett n-ok közül) - kritikus (a keletkezett n közük átlagosan egy indít új reakciót) - szuperkritikus (több mint egy n minden egyes reakcióból új reakciót vált ki) atomrobbanás

ATOMERŐMŰ