RADYOAKTİVİTE TEST ÇÖZÜMLERİ

12. sınıflar fizik dersi nükleer enerji konusu. Kararlı ve kararsız çekirdekler. Çekirdek ışımaları. Nükleer fisyon ve füzyon olayları ile ilgili testin çözümleri.


Çözüm – 1 

Yapılan deneyler bir atomda proton ve nötronların tek tek kütleleri toplamının atomun çekirdeğinde ölçülen kütleleri toplamından büyük olduğunu ortaya koymuştur. Yani atom çekirdeği oluşurken proton ve nötronlar kütle kaybına uğramaktadır.

Bu kütle kaybı proton ve nötronları birarada tutan bağlanma enerjisine dönüşmektedir.

Doğru cevap C seçeneği.



Çözüm – 2 

Çekirdekteki proton ve nötronları birarada tutan kuvvet bu nükleonlar arasında etkin olan ve proton ve nötronlara hem kendi aralarında hem de birbirleri arasında etki eden nükleer kuvvettir.

Bu kuvvet çok güçlü bir kuvvettir, yalnız çok kısa mesafelerde (10-15  m) etkilidir.

Proton ve nötronların elektrik yüklerinden bağımsızdır.

Bu kuvvet doğadaki 4 temel kuvvetten "güçlü" (strong) olanıdır.

Nükleer kuvvet nükleonlar arasındaki mesafe 1 fermi (10-15  m) nin üzerine çıkarsa geri çağırıcı etki gösterir, nükleonlar arasındaki mesafe 1 ferminin altına düşerse itici etki gösterir.

Nükleer kuvvet nükleonlar üzerinde bulunur ve her nükleon sadece komşu birkaç nükleonla etkileşebilir. Atom yüzeyinde bu etkileşim daha az olduğundan çekirdek yarıçapı kesin olarak belirlenememektedir.

Yani nükleer kuvvet çekirdek merkezinde bulunup proton ve nötronlara etki eden bir kuvvet değil nükleonlar üzerinde bulunup komşu nükleonlarla etkileşim halinde bulunan bir kuvvettir.


Doğru cevap E seçeneği.


Çözüm – 3 

Atom numarası 40’a kadar olan elementlerde,

nötron/proton oranı 1’den büyükse çekirdek kararsızdır. 

Atom numarası 40’tan büyük olan elementlerde nötron/proton oranı 1,5 den büyükse çekirdek kararsızdır.

X atomunun proton sayısı 21, nötron sayısı 25 dür.

n 
= 25
21
p




= 1,19

X atomunun n/p oranı yaklaşık olarak 1.2 dir. Bu atom çekirdeği kararsızdır.


Y atomunun proton sayısı 52, nötron sayısı 75’dir.

n 
= 75
52
p




= 1,44

Y atomunun atom numarası 40’tan büyük n/p oranı 1,5 den küçük olduğundan Y atomu kararlıdır.

Z atomunun atom numarası 88, kütle numarası 138 dir.

138 = 1,57
88




Z atomunun n/p oranı 1,5’den büyük olduğundan Z atomu kararsızdır.

Doğru cevap B seçeneği.


Çözüm – 4 

Atom numarası 83’den büyük olan elementlerin tamamı kararsızdır. Bu atomların tüm izotopları da kararsızdır. Seçenekler incelendiğinde atom numarası 83’den büyük sadece bir element olduğu görülmektedir.

Öte yandan seçeneklerdeki diğer element atomlarının tamamının atom numarası 40’dan büyük ve n/p oranı 1,5 den küçük olduğundan bu atomlar kararlıdır.

Doğru cevap C seçeneği.


Çözüm – 5 

Kararlılık kuşağının üzerinde yer alan elementler, atom numarası 83’den küçük olan ve n/p oranı atom numarası 40’a kadar olan elementlerde 1’den büyük atom numarası 41 – 83 arasında olan elementler için n/p oranı 1,5 den büyük olan elementlerdir. Bu elementler β- ışıması yaparak kararlı hale gelmeye çalışırlar.

Soruda verilen atomlardan III numaralı Z atomunun atom numarası 83’den büyüktür. Bu atom alfa ışıması yapar.

X’in proton sayısı 52, nötron sayısı 81’dir. n/p = 1,56 dır.

X atomu β- ışıması yapar.

Y’nin proton sayısı 77, nötron sayısı 69’dur. Bu atomun n/p oranı 1’den küçüktür. Bu atom ya pozitron (β+) ışıması yapar ya da elektron yakalar.

Doğru cevap A seçeneği.


Çözüm – 6 

Proton sayısı 98, nötron sayısı 153 olan atomun kütle numarası 251’dir.

1 alfa ışıması yapan atomun atom numarası 2, kütle numarası 4 azalır. 2 alfa ışıması yapan atomun atom numarası 4, kütle numarası 8 azalır.


Oluşan yeni atomun atom numarası, 98 – 4 = 94 olur. Kütle numarası 251 – 8 = 243 olur.

Doğru cevap E seçeneği.


Çözüm – 7 

Bir alfa ışıması yapan atom 2 proton ve 2 nötronunu kaybeder. Atom numarası 2 azalırken, kütle numarası 4 azalır. Taşıdığı enerjiyi de dışarı vermiş olur.

Beta ışıması yapan atomun 1 nötronu, 1 protona dönüşür. Kütle numarası değişmez.

X atomu 4 alfa ışıması yaparsa yeni atom ve kütle numaraları aşağıdaki gibi olur.

A.N. = 90 – 8 = 82

K.N = 234 – 16 = 218

Bu atom 6 beta ışıması yaparsa atom numarası 6 artarken kütle numarası değişmez. X’in yeni atom numarası; 82 + 6 = 88 olur.

Doğru cevap C seçeneği.


Çözüm – 8 

Proton sayısı 111, nötron sayısı 164 olan bir Z atomu 3 alfa 5 beta ve 1 pozitron ışıması yapıyor.

Bir atom 1 alfa ışıması yaptığında proton ve nötron sayıları 2’şer azalır, 1 beta ışımasında nötron sayısı 1 azalıp proton sayısı 1 artar, 1 pozitron ışımasında proton sayısı 1 azalıp nötron sayısı 1 artar.

Bu bilgilere göre ilgili ışımaları atoma sırayla yaptıralım.

3 alfa ışıması yapan Z atomunun proton ve nötron sayıları;

P.S. = 111 – 3.2 = 105

N.S. = 164 – 3.2 = 158


5 beta ışıması yapan atomun proton ve nötron sayıları aşağıdaki gibi olur.

P.S = 105 + 5 = 110

N.S = 158 – 5 = 153


Bu atom 1 pozitron ışıması yaparsa proton ve nötron sayıları aşağıdaki gibi olur.

P.S = 110 – 1 = 109

N.S = 153 + 1 = 154


En son oluşan atomun proton sayısı 109, nötron sayısı 154 kütle numarası 263 dür.

Doğru cevap B seçeneği.


Çözüm – 9 

T’nin atom numarası 40, kütle numarası 38’dir.

T atomu 2 elektron yakalarsa proton sayısı 2 azalır, nötron sayısı 2 artar, kütle numarası değişmez. T atomunun proton ve nötron sayısı aşağıdaki gibi olur.

P.S. = 40 – 2 = 38

N.S. = 38 + 2 = 40


T atomu bir pozitron ışıması yaparsa proton sayısı 1 azalır, nötron sayısı 1 artar, kütle numarası değişmez. Bir pozitron ışıması sonucunda atomun son proton ve nötron sayıları aşağıdaki gibi olur.

P.S. = 38 – 1 = 37

N.S. = 40 + 1 = 41


Doğru cevap D seçeneği.


Çözüm – 10 

Ağır atom çekirdeklerinin nötronla bombardıman edilmesiyle nükleer fisyon olayı oluşur. A seçeneği dışındaki seçenekler nükleer fisyonun özellikleridir.

Güneş ve yıldızların enerji kaynağı fisyon değil füzyondur.

Doğru cevap A seçeneği.


Çözüm – 11 

Nükleer füzyon iki atomun birleşerek daha büyük bir atom oluşturması olayıdır. Bu tepkime fisyona göre daha temiz ve daha çevrecildir. Tepkime sonucu radyoaktif ürün meydana gelmemektedir.

Füzyon tepkimelerinde Hidrojen çevrimi adı verilen bir süreç içinde He atomu oluşur ve enerji aığa çıkar.

Nükleer füzyon olayının kontrol altına alınması zor olduğundan nükleer santrallerde kullanılmamaktadır.

Doğru cevap C seçeneği.


Çözüm – 12 

Nükleer santrallerin çalışma esası, atom parçalanması sonucu açığa çıkan enerji ile kazanlardaki suyun kaynatılması ve açığa çıkan buharın basıncı ile elektrik jeneratörlerinin tel sargılarının döndürülerek elektrik enerjisi elde edilmesidir.

Çalışma bakımından termik santrallere benzerler, yalnız yakıt olarak radyoaktif atomları kullanırlar.

Yani fisyon olayı sonucu oluşan enerji tel sargılardaki manyetik alanı değiştirmez, enerji kazandaki suyu kaynatır ve suyun buhar basıncı jeneratörü döndürür. Jeneratörün dönmesiyle oluşan manyetik alan değişimi elektrik enerjisi üretir.

Fisyon olayı dolaylı yoldan enerji üretimini sağlasa da seçenek bu şekliyle nükleer santralin çalışma prensibini kavratmak amacıyla konuldu.

Doğru cevap E seçeneği.



Çözüm – 13 

Nükleer santraller kömür, fuel oil, doğalgaz gibi organik yakıtları kullanmaz. Bunun sonucunda milyarlarca ton CO2, SO2 ve NO2 salınımı engellenmiş olur. 

Nükleer santraller düşük bir yakıt maliyeti ile uzun yıllar çalışabilir, yakıt maliyeti çok düşüktür. Çalışması sonucu oluşan atık miktarı oldukça azdır.

Nükleer santrallerin kurulumu çok pahalı ve maliyetlidir. Günümüzde bu maliyet 15 milyar doları bulmaktadır.

Doğru cevap B seçeneği.


Radyoaktivite Çözümlü Sorular

Atom Fiziği Çözümlü Sorular



SANATSAL BİLGİ

21/02/2018

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI