Fisio Nuklearra, Fusio Nuklearra, eta Erradioaktibitatea

FISIO NUKLEARRA:

Erreakzio fisio nuklear bat da non nukleo handi bat bitan zaitzen da argia askatuz.

Prozesuan aktibazio energia:

• Uranio 235-aren nukleoan fisioa ematean, neutroiak askatzen dira eta neutroi horiek beste fisioek eragiten dituzte, kate errakzio bat eraginez.

• Erreakzio nuklearretan kate-erreakzio iraunkor nuklearrak erabiltzen dira. Hau da, uranio 235 eta plutonio 239 isotopoen nukleoak poliki fusionatzen dira, denbora luzez beren energia askatuz.

• Grafitoa bezalako moderatzaile nuklearra erabiliz, katea edozein unetan eten daiteke.

• Bonba nuklearrak fisio nuklear ez-kontrolatuak dira.

FUSIO NUKLEARRA:

Erreakzio fusio nuklearra da non bi nukleo ari elkartzen dira nukleo handi bat eratuz. Energia kantitate handiak askatzen dira. Adib: deutiloa eta tritiloa elkartzean helio-4 bilakatzen da.

Prozesu kontrolatua eta ez-kontrolatua:

• Hidrogeno bonbak fusio ez-kontrolatuak dira.

• Konfinamendu magnetikoa datza plasma egoeran dagoen materia botila magnetiko batean sartzea, horrela partikula positibo eta negatiboak atera ez daitezen

• Konfinamendu inertziala inplosio baten ondorioz, tenperatura eta presioa behar beste igotzen da fusioa eragiteko.

Erradioaktibitatea

Fenomeno naturala da. Substantzien nukleo atomikoak erradiazio igortzen dute, elementu desberdinen nukleo bihurtzeko edo energia txikiagoko nukleoa bihurtzeko

Nola igortzen dira erradiazioak?

• • Alfa partikula

    • Helio nukleoak 2 protoi eta 2 neutroi ditu

    • q = +- 2e

    • m = 4u

• • Nukleoko neutroiak elektroi bilakatzen dira

  • q = +- e

  • m = arubagarria

Gamma partikula

• • erradiazio elektromagnetikoa da

  • q = 0

  • m = 0

  • Soddy-Fajansen legeak

• Nukleo bat erradiazioa igortzerakoan zer gertatuko zaion nukleoari. AZX → nukleo batek prozesu erradiaktibo bat jasatean, AZ Y nukleoa lortzen da.

  • 1. Legea

    • ZAX -->24 alfa + Z - 2A - 4 Y (alfa partikula igortzean)

2. Legea

• • ZAX -->-10 beta+ Z + 1A Y (beta partikula igortzen)

3. Legea

• • ZAX -->Y+ Z A X (gamma partikula igortzen)

Desintegrazio Erradiaktiboa

• Desintegrazio abiadura (A): A = dN/dT = (landa)N0

• Semidesintegrazio periodoa: T1/2 = ln2 / (landa)

• Igorpen erradiaktiboaren legea: N = N0 · e-(landa)·t

• Nuklidoen bataz besteko bizitza: T = 1 / (landa) = T 1/2 / ln2

Higidura Harmoniko Simplea

Higidura harmoniko sinplearen ezaugarriak:

• gorputz bat periodikoki higitzeko haren 3 osagaiak (abiadura, azelerazioa eta posizioa) balio bera hartu beharko lukete.

• Higidura oszilakorra izango da baldin eta:

  • oreka-posiziotik alde batera eta bestera joan.

  • denbora-tarte berdinean aldagai zinematikoen balio berdina izan.

Higidura harmoniko sinplearen ekuazioak:

x = A · sin (wt + f0)

• oszilazioa: periodo batean egindako higidura osoa

• oreka-posizioa: partikula bat alde batetik besterako erdiko puntua

• elongazioa:

• anplitudea: oreka-posizioaren

• periodoa: oszilazio bat betetzeko behar duen denbora

• maiztasuna: denbora batean egindako oszilazio kopurua

• pultsazioa: 2pi denbora-tartean egindako oszilazio kopurua

• hasierako fasea: partikula haztertzen hasi garenetik hasierako posizioa

Abiaduraren ekuazioa: HHSan higitzen ari den edozein partikularen abiadura ateratzeko, denborarekiko deribatu beharko genuke posizio ekuazioa:

v = W · A2 · X2

Abiadura maximoa lortzeko kontuan hartu behar degu cosinuaren balioa = +- 1 izan behar duela, beraz, ekuazioan cosinuari 1 balio hemango diogu.

Azelerazioaren ekuazioa: HHSan higitzen ari den partikula baten azelerazioa kalkulatzeko, denborarekiko deribatu beharko genuke abiaduraren ekuazioa:

a = -W2 · X

Azelerazio maximoa lortzeko aurrekoaren berdina egin beharko genuke baina sinuarekin, hau da, sinuari +- 1 balio heman modu honetan baliorik ez aldatzeko. Kontuan hartu behar da higikaria abiaduraren kontrako noranzkoan higitzen ari dela.

Uhin Higidura

Uhin higidura deritzo perturbazio bat espazioan hedatzeari horrela energia sortuz baina materiarik ez.

• Sortzen den energia motaren arabera:

  • Mekanikoa: energia mekanikoa garraiatzen dute eta ingurune fisikoetan soilik hedatzen dira.

  • Elektromagnetikoa: energia elektromagnetikoa garraiatzen dute eta ez dira ingurune fisikoetan hedatzen.

• Hedapen eta bibrazio norabidearen arabera:

  • Luzetarokoak: bibrazio-norabidea eta programazioarena berdina da.

  • Zeharkakoak: bibrazio-norabidea eta programazioaren perpendikularrak dira.

• Uhin harmonikoa:

  • perturbazio bat higidura harmoniko simplean eragiten baldin badu, uhin harmonikoa izango da. y(x,t)=A·sin(wt-kx+f0)

• Berariazko magnitudeak:

  • Uhinaren hedapen-abiadura: uhinak denbora-unitatean egindako distantzia

  • periodoa: oszilazio bat egiteko denbora

  • uhin-zenbakia: bibrazio berean dauden bi uhinen arteko distantzia

  • uhin-anplitudea: partikula baten eta haren oreka-posizioaren arteko distantzia maximoa

  • maiztasuna: oszilazio kopurua segundo batean

  • maiztasun angeluarra: denbora unitatean geratutako fase aldaketa

  • hasierako fasea: partikula aztertzen hasi garenetik hasierako posizioa

  • uhin luzera: 2pi metro distantziara dauden uhin-luzera kopurua

Uhinaren Islapena eta Errefrakzioa

• Islapena: ingurune batetik ateratako uhina beste ingurune batean talka egiterakoan eta berriro ingurune berdinera itzultzen baldin bada, isolatua izango da.

• Errefrakzioa: ingurune batetik ateratako uhin bat beste ingurune batean talka egin eta ingurune horretara pasatzen baldin bada, errefrakzioa da.

  • Uhin baten errefrakzio-indizea snell-en legea deritzo

  • Uhin errefraktatuaren maiztasuna uhin erasotzailearen berdina da

n21 = n2/n1

• errefrakzioaren bigarren legea. n21=n2/n1=v1/v2=sine/sinr

• adierazpen honetatik abiatuta. n1·sine=n2·sinr

• Islapen oso eta muga-angelua:

  • islapen osoa; argi-izpia ezin dela errefrakzio-indize hadia duen ingurune batetik errefrakzio txikiagoa duen ingurune batera hedatu.

  • muga angelua, L, 90ºko errefrakzio-angeluari dagokionez eraso-angeluari deritzo. n1·sinL=n2·sin90º=sinL=n2/n1=n21

  • islapen osoaren aplikazioetako bat zuntz optikoa da.