Radioaktivitás és atomenergia

Fodor Ákos: Axióma  mindünk anyaga

sugárzó lehetne, ha  mernénk hasadni

1. Radioaktivitás

• Becquerel, Curie házaspár 1903. Nobel-díj

• A radioaktív elemek atommagja nem stabil, külső hatás nélkül elbomlanak, miközben radioaktív sugárzás lép fel.

• Ilyen sugárzás: α, β, γ

Alfa-sugárzás

Béta sugárzás

Gamma sugárzás

A radioaktív izotópok gyakorlati alkalmazása

• Izotópdiagnosztika

• Nyomjelzés

Hevesy György Nobel-díj

• Kormeghatározás

Hevesy György

(1895-1966)

A radioaktív nyomjelzés felfedezője, az izotópfogalom kiteljesítője.

Nobel-díj (1944).

A kormeghatározás alapja

Felezési idő: Az az időtartam, amely alatt a radioaktív izotóp eredeti anyagmennyiségének a fele elbomlik.

Másodperc töredéke < t1/2 < milliárd év

Felezési idő

14C t1/2=5700 év

235U t1/2=713 millió év40K t1/2=11900 millió év=11,9 milliárd év

2. ATOMENERGIA

A radioaktív izotópok bomlása során energia szabadul fel

Hogyan lehetne ezt az energiát hasznosítani?

Magreakciók: Az atommagban bekövetkező reakciók, melyek hatalmas energia-felszabadulással járnak.

Ezt az energiát nevezzük ATOMENERGIÁNAK

1 g 235U maghasadása annyi energiát szolgáltat, mint 2,5 tonna (2 500 000 g) antracit égetése!!!!!

Magreakciók

Maghasadás

Magfúzió

A. Maghasadás

Láncreakció

no + 235U= 236U 92Kr+142Ba+2,4 no

A hiányzó tömeg energiává alakul

Szilárd Leó(1908-1964)A neutron

láncreakció elméletének kidolgozója.

Fermivel az első atomreaktor

megalkotója (1942). „Atom a Békéért”

díj (USA).

A robbanás feltétele a KRITIKUS TÖMEG

Vagyis a hasadó anyagban kellő tömegben kell legyenek a hasadásra képes uránmagok.

Atombomba

Atomtámadások

1945. augusztus 6. HIROSIMA

(uránbomba)

1945. augusztus 9. NAGASZAKI

(plutónium bomba)

Az atomenergia megszelídítése

Wigner Jenő

(1902-1995)• A kvantum-mechanika

alkalmzója az atommag-kutatásban.

A vízhűtésű atomreaktor megalkotója. Nobel-díj (1963).

• „Atom a Békéért” díj (USA).

Atomerőművek

Szabályozott láncreakció

kritikus tömegű 235U + neutron-elnyelő rudak

Atomerőmű balesetek

1986 április 26. Csernobil

Atomenergia és környezetvédelem

• A legkevesebb környezeti terheléssel jár

• A kiégett fűtőelemek (ritka földfémek, kripton és xenon, cirkon, cézium, molibdén, rádium és ruténium)

Deponálás

Újrafelhasználás

Neutron-besugárzással ártalmatlanítás

B. Magfúzió

2H+3H 4He + no

A hiányzó tömeg energiává alakul

Csillagok

Hidrogénbomba

Teller Ede

(1908- 2003 )• A termonukleáris

reakciók elméletének kidolgozója és megvalósítója.

• Fermi-díj (USA).

A hidrogénbomba

A magfúzió „megszelídítése”

• Problémák• Kísérleti reaktorok

Miért kell az atomenergia?

• Földgáz és kőolajkészlet kb. 100-150 évre elég

Hagyományos tüzelőanyagok égetésével levegő- és vízszennyezés

(szén-dioxid, kén-dioxid, nitrogén oxidok, rákkeltő vegyületek)

• A Föld uránkészlete 1014 tonna, ez több tízezer évig fedezné a teljes energiaigényt

Neumann János

(1903-1957)• A XX. század

legnagyobb hatású matematikusa, aki kidolgozta a programozható számítógép elvét.

• Szabadság-érem (USA).

• Ecker, Atanasoff