Alternadoreak eta Erradioaktibitatea: Fisika Oinarriak

Alternadorea: Funtzionamendua eta Oinarriak

Alternadorea energia mekanikoa energia elektriko bihurtzen duen sorgailu mota bat da. Alternadoreak korronte alternoa sortzen du, indukzio magnetikoaren bidez.

Gure etxeetan erabiltzen dugun korrontea alternoa da, korronte jarraiaren aldean garraiatzeko abantailak dituelako. Alternadorearen oinarri teorikoa Faraday eta Lenz-en legeak dira. Eraikitzeko modu sinple bat eremu magnetiko baten barruan espira edo haril bat biraka jartzea da.

Horrela, espira zeharkatzen duen fluxu magnetikoa denborarekin aldatu egiten da. Faradayren legearen arabera, indar elektroeragile bat (ε) induzituko da espiran, eta horrek elektrizitatea kanpo zirkuitu batean zirkularazten du.

Espiraren biraketaren abiadura angeluarra ω izanik, espira zeharkatzen duen fluxua honako hau da:

Φ = NBScos(ωt)

Sortutako indar elektroeragilea (iee) periodikoa da, eta bere maiztasuna espiraren biraketaren maiztasunaren berdina da (ω = 2πf). Korrontearen intentsitatea Ohm-en legearen bidez kalkulatzen da:

I = E/R

Erradioaktibitatea: Oinarriak eta Erradiazio Motak

Erradioaktibitatea material batzuek, substantzia erradioaktiboek, erradiazioak igortzeko duten propietatea da. Erradiazio horiek hainbat ezaugarri dituzte:

• Gorputz opakuak zeharkatzeko gai dira.
• Airea ionizatzeko gai dira.
• Plaka fotografikoetan eragiteko gai dira.
• Zenbait substantziaren fluoreszentzia kitzikatzeko gai dira.

Zenbaki atomiko altua duten atomoen nukleoak ezegonkorrak dira, eta berez desintegratzen dira, energia eta partikula azpiatomikoak askatuz. Gaur egun badakigu erradiazio mota desberdinen jatorria nukleo atomikoan dagoela.

Erradiazio Motak

Alfa Partikulak (α)

Alfa partikulak helio-nukleoak dira, bi protoiz eta bi neutroiz osatuak (42He2+). Haien ezaugarriak:

• Karga: 3.2 x 10^-19 C
• Masa: 6.7 x 10^-27 kg

Beta Partikulak (β)

Beta partikulak elektroi bizkorrak dira, nukleoko neutroien desintegraziotik datozenak. Neutroi bakoitzak protoi bat eta elektroi bat ematen ditu (0-1β-1). Haien ezaugarriak:

• Karga: -1.6 x 10^-19 C
• Masa: 9.1 x 10^-31 kg

Gamma Erradiazioa (γ)

Gamma erradiazioa erradiazio elektromagnetikoa da, X izpiek baino maiztasun (eta energia) handiagoa duena. Haien ezaugarriak:

• Karga: 0
• Masa: 0

Semidesintegrazioa eta Desintegrazio Legeak

Semidesintegrazio Abiadura (Aktibitatea)

Nukleo atomikoen desintegrazio naturalaren prozesuetan, desintegrazio-abiadura (edo aktibitatea) segundu bakoitzean gertatzen diren desintegrazio-kopurua da:

dN/dt = -λN

• N: materialean desintegratu gabe dagoen nukleo-kopurua
• λ: konstante erradioaktiboa, nukleo erradioaktiboaren ezaugarria dena.

Nukleo erradioaktiboak denborarekin desintegratzeko erritmoa zuzentzen duen legea esponentziala da: prozesuaren lehenengo fasean oso azkarra da, baina, nukleo-kopurua txikiagotzen den heinean, motelago gertatzen da.

Soddyren Legea

Nukleo batek α partikula bat (bi protoiz eta bi neutroiz osatua) igortzen duenean:

• Sortzen den nukleo berriaren zenbaki masikoa lau unitate txikiagoa da.
• Zenbaki atomikoa bi unitate txikiagoa da.

Fajansen Legea

Nukleo batek β partikula bat igortzen duenean, neutroi bat desintegratzen da, elektroi bat, protoi bat eta antineutrino bat sortuz:

• Sortzen den nukleo berriaren zenbaki masikoa ez da aldatzen.
• Zenbaki atomikoa jatorrizko nukleoarena baino unitate bat handiagoa da.

Nukleo batek γ erradiazioa igortzen duenean, energia askatzen da, eta ez dago aldaketarik ez zenbaki atomikoan ezta ere zenbaki masikoan; elementu berbera izaten jarraitzen du.