Atom: az anyagok azon része, amit kémiai módszerekkel tovább nem bontható. Az atom az elem kémiailag létező legkisebb alkotórésze. Az atomok egy kis, sűrű, protonokból és neutronokból álló magból, és az azokat körülvevő, mozgó elektronokból állnak. Az elektronok száma megegyezik a protonok számával, az eredő töltés nulla. Az elektronok a mag körüli tér régióban mozognak.

Elemi részecskék: az atomokat felépítő protonokat, elektronokat, neutronokat nevezzük így. Az elemi részecske kifejezés kétféle értelemben használatos. Általában olyan részecskét értünk alatta, amely tovább nem bontható (a tudomány mai állása szerint), néha azonban az összes olyan részecskét beleértik, ami más, nagyobb részecskének az építőköve. Például az atomok kisebb részecskékből, elektronokból, protonokból és neutronokból épülnek fel. Viszont a proton és a neutron még elemibb részecskékből, a kvarkokból és gluonokból áll. Jelen leckénkben a protont, neutront és az elektront értjük elemi részecske kifejezés alatt

Proton: pozitív töltésű elemi részecske, jele p+

Elektron: negatív töltésű elemi részecske, jele e-

Neutron: semleges elemi részecske, jele n0      

Nukleonok: protonokat és neutronokat együtt nukleonoknak nevezzük.

Az elemi részecskék jellemzőinek összefoglalása: 

név jel töltés tömeg

proton p+ pozitív 1 egységnyi

neutron n0 - 1 egységnyi

elektron e- negatív 1/1840 egységnyi

Rendszám: egy indexszám, ami megegyezik az adott atom protonszámával.

Tömegszám: a protonok és neutronok számának az összege.

Izotóp: az azonos rendszámú, de eltérő tömegszámú atomok egymás izotópjai. Például a hidrogén izotópjai: a hidrogén (egy proton, nincs neutron), a deutérium (egy proton egy neutron), és a trícium (egy proton két neutron). A természetben a legtöbb elem izotópjainak keverékeként fordul elő.

Egy elem radioaktív izotópját radioizotópnak nevezzük.

A radioaktivitás bizonyos atommagok spontán bomlása, amelyet alfa részecskék (hélium mag), béta részecskék (elektronok vagy pozitronok) kibocsátása, vagy gammasugárzás (rövid hullámhosszú elektromágneses sugárzás) kísér.

Radiokarbon kormeghatározás módszer a biológiai eredetű régészeti leletek korának meghatározására. A kozmikus sugárzás eredményeképpen a légköri nitrogénmagok egy kis része a neutronbombázás miatt a szén-14 radioaktív maggá alakul.

714N+n→614C+p

Az élő fák és más növények a fotoszintézis során szén-dioxidként valamennyit felvesznek a radioaktív szénatomokból. A fa kivágásakor a fotoszintézis megszűnik, a radioaktív szénnek a stabil szénatomhoz viszonyított aránya a radiokarbon bomlásával csökken. A mintában található 14C/12C mérhető, és lehetővé teszi a fa kivágásától eltelt idő kiszámítását. A módszerrel kapott eredmények következetesek egész a 40000 éves mintákig, bár pontosságuk függ a múltban létezett kozmikus sugárzás intenzitására vonatkozó feltevésektől. A technikát Willard F. Libby dolgozta ki kollegáival 1946-1947-ben.

Radioaktív nyomkövetés, izotópos jelölés folyamat, amelynek során egy vegyület egy stabil atomját ugyanannak az elemnek egy radioaktív izotópjával helyettesítik, hogy a kibocsátott sugárzás alapján nyomon követhessék az útját egy biológiai vagy mechanikai rendszerben. A radioaktív, vagy a stabil izotópot tartalmazó vegyület a jelzett vegyület, az atom a jelző atom. Egy izotóppal jelölt vegyület kémiailag és fizikailag azonos módon viselkedik, mint a más tekintetben azonos stabil vegyület, és jelenléte könnyen nyomon követhető Geiger-számláló alkalmazásával. Az izotópjelzéses módszert széles körben alkalmazzák kémiában, biológiában, orvostudományban és a műszaki tudományokban.

Magreakció: az atommagok átalakulásával járó reakciók

Atomenergia: a magreakció során felszabaduló energiát nevezzük így.

Láncreakció: stabil 235-ös rendszámú uránizotóp neutron-besugárzás hatására instabil 236-os uránizotóppá alakul, ami hasadni fog és 142-es bárium, valamint 92 kripton keletkezik. Melléktermékként még több neutron keletkezik, ami további uránnal ütközve növeli és gyorsítja a reakciók számát és sebességét.

Maghasadás: az uránmag és a neutron együttes tömege nagyobb, mint a hasadáskor keletkező anyagok együttes tömege. A hiányzó tömeg alakul át energiává, szabadít fel hatalmas energiát, amiből újabb neutronok keletkeznek.

Az atomenergiát mint atommaghasadást az atomerőművekben és az atombombákban hasznosítják. A maghasadás (fisszió) során egy atommag két vagy több kisebb magra szakad. A maghasadást gamma-, valamint neutronsugárzás is kísérheti. A nehéz elemek maghasadása exoterm folyamat, melynek során nagy mennyiségű energia szabadul fel elektromágneses sugárzás és a hasadványok mozgási energiájának formájában. Ahhoz, hogy a maghasadás során energia szabaduljon fel, a termékmagok kötési energiájának nagyobbnak kell lennie, mint a kiindulási mag kötési energiája. A maghasadás az elemátalakulás (transzmutáció) egyik lehetséges módja, mivel a folyamat végén kapott hasadványmagok nem azonosak az eredeti kémiai elemmel.A maghasadás révén atomenergia termelhető, vagy nukleáris fegyverekben robbantás céljára is felhasználható. Mindkét alkalmazás alapja az, hogy bizonyos anyagok (hasadóanyagok) szabad neutronnal való ütközés hatására maghasadást szenvednek, ugyanakkor a hasadás során belőlük szabad neutronok keletkeznek. Ez önfenntartó láncreakciót hoz létre, melynek segítségével atomreaktorban szabályozott energiafelszabadulás, atomfegyverben viszont nagyon gyors, ellenőrizetlen reakció megy végbe.A nukleáris fűtőanyagban tárolt szabadenergia mennyisége milliószorosa a hasonló tömegű kémiai tüzelőanyagokban – például benzinben – tárolt szabadenergiának, így a maghasadás bizonyítottan hatékony energiaforrás. A maghasadás termékei viszont átlagban sokkal radioaktívabbak, mint a hasadóanyagként használt nehéz elemek, és radioaktivitásuk jelentős ideig megmarad, így a keletkező nukleáris hulladék kezelése is probléma

Magfúzió: ha könnyű atommagok ütköznek megfelelő energiával, akkor kisebb energiájú állapotot lehet elérni, ami közben óriási energia szabadul fel. Ilyen elven működik pl: hidrogén bomba.

Az atomenergia nyerésének másik módja az atommagok fúziója, magfúzió.  Ez kémiai elem szintézise magfolyamatokkal. A magfúzió különböző módokon játszódhat le. Elsődleges magfúzió játszódott le nagyon hamar a ’big bang’ után, amikor az univerzum rendkívül forró volt. Ez a folyamat volt felelős a könnyű elemek, például a hélium kozmikus gyakoriságáért. Robbanásszerű magfúzió történhet egy szupernova robbanásakor is.

A csillagok középpontjában, igen magas hőmérsékleten lejátszódó csillag magfúzió az, ami ma a magfúzió elsődleges formáját jelenti. Az egzakt folyamatok a csillag magfúzió esetén függenek a hőmérséklettől, sűrűségtől és a csillag kémiai összetételétől. Csillag magfúzió esetén a hélium szintézise protonokból, a széné a héliumból történhet meg.

Felezési idő: A felezési idő megegyezik azzal az időtartammal, amely alatt egy folytonos, monoton csökkenő vizsgált érték feleződik. Tipikus példa a radioaktív atommagok bomlása. A radioaktív bomlás jellemzői: az élettartam (közepes élettartam, τ), a felezési idő (T1/2) és a bomlási állandó (λ). A még radioaktív atommagok számát az időben egy csökkenő exponenciális függvény írja le. Az e-hatványaként felírt alak kitevőjének az együtthatóját nevezzük bomlási állandónak. Az élettartam az az idő, amire a magok e-edrésze bomlik el. A bomlási paraméter és az élettartam egymás reciprokai.

Súgó Még nincs hozzászólás.

Csak regisztrált felhasználók írhatnak hozzászólást.