nuklearna fizika -...
TRANSCRIPT
NUKLEARNA
FIZIKA
Osnove fizike 4
Atom= jezgra + elektroni
jezgra = protoni + neutroni (nukleoni)
POVIJEST NUKLEARNE FIZIKE
1896 ndash Becquerel ndash
otkriće radioaktivnosti
1898 ndash Pierre amp Marie Curie
separacija Ra
Tri vrste radioaktivnosti
1911 ndash Rutherford ndash jezgra
je mali centralni dio atoma
1932 ndash Chadwick Curie Joliot
ndash otkriće neutrona
ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA
Preklapanje s drugim granama znanosti
Interes nuklearne fizike
Nuklearna sila
Nuklearna struktura
Nuklearne reakcije
NUKLEARNA SILA
Protoni Kulonska sila ndash odbojna
Gravitacijska sila ndash privlačna
Nuklearna sila
Privlačna
Kratkog i konačnog dosega
Jaka
1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene
mezona
NUKLEARNA STRUKTURA
mp = 16726 10-27 kg
mn = 16750 10-27 kg
mn mp asymp 2000 me
mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska
jedinica mase
XA
Z
X ndash oznaka za kemijski element
A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)
Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)
NUKLEARNA STRUKTURA
Izotopi ndash jednaki Z
Izotoni ndash jednaki N
Izobari ndash jednaki A
Dolina stabilnosti
ZADATAK 75
Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz
pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je
A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog
nukleona
NUKLEARNA STRUKTURA
MODELI ZEZGRI
Kolektivni modeli
Model kapljice
Rotacijski model
Vibracijski model
Modeli nezavisnih čestica
Model ljusaka
Nilsonov model
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
Atom= jezgra + elektroni
jezgra = protoni + neutroni (nukleoni)
POVIJEST NUKLEARNE FIZIKE
1896 ndash Becquerel ndash
otkriće radioaktivnosti
1898 ndash Pierre amp Marie Curie
separacija Ra
Tri vrste radioaktivnosti
1911 ndash Rutherford ndash jezgra
je mali centralni dio atoma
1932 ndash Chadwick Curie Joliot
ndash otkriće neutrona
ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA
Preklapanje s drugim granama znanosti
Interes nuklearne fizike
Nuklearna sila
Nuklearna struktura
Nuklearne reakcije
NUKLEARNA SILA
Protoni Kulonska sila ndash odbojna
Gravitacijska sila ndash privlačna
Nuklearna sila
Privlačna
Kratkog i konačnog dosega
Jaka
1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene
mezona
NUKLEARNA STRUKTURA
mp = 16726 10-27 kg
mn = 16750 10-27 kg
mn mp asymp 2000 me
mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska
jedinica mase
XA
Z
X ndash oznaka za kemijski element
A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)
Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)
NUKLEARNA STRUKTURA
Izotopi ndash jednaki Z
Izotoni ndash jednaki N
Izobari ndash jednaki A
Dolina stabilnosti
ZADATAK 75
Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz
pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je
A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog
nukleona
NUKLEARNA STRUKTURA
MODELI ZEZGRI
Kolektivni modeli
Model kapljice
Rotacijski model
Vibracijski model
Modeli nezavisnih čestica
Model ljusaka
Nilsonov model
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
POVIJEST NUKLEARNE FIZIKE
1896 ndash Becquerel ndash
otkriće radioaktivnosti
1898 ndash Pierre amp Marie Curie
separacija Ra
Tri vrste radioaktivnosti
1911 ndash Rutherford ndash jezgra
je mali centralni dio atoma
1932 ndash Chadwick Curie Joliot
ndash otkriće neutrona
ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA
Preklapanje s drugim granama znanosti
Interes nuklearne fizike
Nuklearna sila
Nuklearna struktura
Nuklearne reakcije
NUKLEARNA SILA
Protoni Kulonska sila ndash odbojna
Gravitacijska sila ndash privlačna
Nuklearna sila
Privlačna
Kratkog i konačnog dosega
Jaka
1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene
mezona
NUKLEARNA STRUKTURA
mp = 16726 10-27 kg
mn = 16750 10-27 kg
mn mp asymp 2000 me
mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska
jedinica mase
XA
Z
X ndash oznaka za kemijski element
A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)
Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)
NUKLEARNA STRUKTURA
Izotopi ndash jednaki Z
Izotoni ndash jednaki N
Izobari ndash jednaki A
Dolina stabilnosti
ZADATAK 75
Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz
pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je
A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog
nukleona
NUKLEARNA STRUKTURA
MODELI ZEZGRI
Kolektivni modeli
Model kapljice
Rotacijski model
Vibracijski model
Modeli nezavisnih čestica
Model ljusaka
Nilsonov model
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA
Preklapanje s drugim granama znanosti
Interes nuklearne fizike
Nuklearna sila
Nuklearna struktura
Nuklearne reakcije
NUKLEARNA SILA
Protoni Kulonska sila ndash odbojna
Gravitacijska sila ndash privlačna
Nuklearna sila
Privlačna
Kratkog i konačnog dosega
Jaka
1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene
mezona
NUKLEARNA STRUKTURA
mp = 16726 10-27 kg
mn = 16750 10-27 kg
mn mp asymp 2000 me
mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska
jedinica mase
XA
Z
X ndash oznaka za kemijski element
A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)
Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)
NUKLEARNA STRUKTURA
Izotopi ndash jednaki Z
Izotoni ndash jednaki N
Izobari ndash jednaki A
Dolina stabilnosti
ZADATAK 75
Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz
pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je
A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog
nukleona
NUKLEARNA STRUKTURA
MODELI ZEZGRI
Kolektivni modeli
Model kapljice
Rotacijski model
Vibracijski model
Modeli nezavisnih čestica
Model ljusaka
Nilsonov model
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA SILA
Protoni Kulonska sila ndash odbojna
Gravitacijska sila ndash privlačna
Nuklearna sila
Privlačna
Kratkog i konačnog dosega
Jaka
1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene
mezona
NUKLEARNA STRUKTURA
mp = 16726 10-27 kg
mn = 16750 10-27 kg
mn mp asymp 2000 me
mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska
jedinica mase
XA
Z
X ndash oznaka za kemijski element
A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)
Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)
NUKLEARNA STRUKTURA
Izotopi ndash jednaki Z
Izotoni ndash jednaki N
Izobari ndash jednaki A
Dolina stabilnosti
ZADATAK 75
Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz
pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je
A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog
nukleona
NUKLEARNA STRUKTURA
MODELI ZEZGRI
Kolektivni modeli
Model kapljice
Rotacijski model
Vibracijski model
Modeli nezavisnih čestica
Model ljusaka
Nilsonov model
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA STRUKTURA
mp = 16726 10-27 kg
mn = 16750 10-27 kg
mn mp asymp 2000 me
mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska
jedinica mase
XA
Z
X ndash oznaka za kemijski element
A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)
Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)
NUKLEARNA STRUKTURA
Izotopi ndash jednaki Z
Izotoni ndash jednaki N
Izobari ndash jednaki A
Dolina stabilnosti
ZADATAK 75
Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz
pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je
A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog
nukleona
NUKLEARNA STRUKTURA
MODELI ZEZGRI
Kolektivni modeli
Model kapljice
Rotacijski model
Vibracijski model
Modeli nezavisnih čestica
Model ljusaka
Nilsonov model
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA STRUKTURA
Izotopi ndash jednaki Z
Izotoni ndash jednaki N
Izobari ndash jednaki A
Dolina stabilnosti
ZADATAK 75
Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz
pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je
A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog
nukleona
NUKLEARNA STRUKTURA
MODELI ZEZGRI
Kolektivni modeli
Model kapljice
Rotacijski model
Vibracijski model
Modeli nezavisnih čestica
Model ljusaka
Nilsonov model
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 75
Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz
pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je
A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog
nukleona
NUKLEARNA STRUKTURA
MODELI ZEZGRI
Kolektivni modeli
Model kapljice
Rotacijski model
Vibracijski model
Modeli nezavisnih čestica
Model ljusaka
Nilsonov model
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA STRUKTURA
MODELI ZEZGRI
Kolektivni modeli
Model kapljice
Rotacijski model
Vibracijski model
Modeli nezavisnih čestica
Model ljusaka
Nilsonov model
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL LJUSAKA
Magični brojevi
Protoni 2 8 20 40 82
Neutroni 2 8 20 50 82
126
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA STRUKTURA
MODEL KAPLJICE
Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska
formula mase jezgri energija vezanja
EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ
Volumni parametar energije
Površinski parametar energjie
Kulonski parametar energije parametar simetrije
Parametar sparivanja
EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2
EBA asymp 8 MeV
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA STRUKTURA
VIBRACIJSKI MODEL
U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre
Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA STRUKTURA
ROTACIJSKI MODEL
Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr
nesferični oblik jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNE REAKCIJE
Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice
Stara klasifikacijabull Direktne reakcije
bull Složene reakcije
Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje
Neelastično raspršenje
Kvazielastično raspršenje
Transmutacije
Transfer čestice (pickup amp stripping)
apsorpcija bozona (foton pion kaon)
apsorpcija fotona s emisijom nukleona
radijativni uhvat
apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina
apsorpcija antičestica - jake interakcije
produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru
fragmentacija
fuzija
duboko neelastično raspršenje
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
RADIOAKTIVNOST
Težnja jezgri k stabilnijim stanjima
Jezgra roditeljJezgre kćeri
Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
RADIOAKTIVNOST
alfa beta
gama
AZXrarr4
2He + A-4Z-2Y
AZX rarr0
-1e-+A
Z+1Y+ν
AZX rarr0
1e-+A
Z-1Y+ ν
AZX rarrγ+A
ZX AZX+0
-1e rarrAZ-1Y
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 76
238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 77
Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
RADIOAKTIVNOST
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA
N0 = početni broj jezgri
N = broj jezgri koje se još nisu
raspale
l = konstanta raspada
N=N0e-λt
l
2ln21 TVrijeme poluraspada
Aktivnost uzorka teAA l 0
Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na
početku i na kraju reakcije
Ekvivalencija mase i energije
E=mc2
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
RADIOAKTIVNOST
Nuklearna karta
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 78
Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju
vezanja za jezgru helijevog atoma
m(4He)=10026u
m(p)=1007825u
m(n)=1008665u
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 79
Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms
prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što
udari u metu Koliko će se neutrona spontano
raspasti na putu do mete ako je vrijeme
poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 80
Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme
poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost
za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti
polovinu neutrona
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 81
Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-
čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu
kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5
Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno
staviti u uređaj da bi generirana električna snaga
bila 5W
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 82
Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ
specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u
njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam
prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode
te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s
vremenom smanjuje Odredite koliko je star
drveni predmet čija je sadašnja specifična
aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je
5570 godina
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 83
Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se
u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na
površini štita 196 cm daleko od izvora
Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je
0185 cm-1
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 84
Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da
je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 85
U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži
neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi
se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ
Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih
atoma o vremenu ozračivanja neutronima
Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog
izotopa
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA FISIJA
1 2
1 2
235 236
92 92
A A
Z ZU n U X Y n
bullNuklearni reaktori
(elektrane) - kontrolirano
bullnuklearne bombe -
nekontrolirano
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 86
Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
NUKLEARNA FUZIJA
2 2 3
1 1 2
2 2 3 1
1 1 1 1
H H He n
H H H H
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 87
Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara
deuterija u jezgru helija (md=2014102u
mHe=4002603u)
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 88
Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre
svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu
međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite
potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu
da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje
Produkcija parova
2
max
1
2i eh W m v 1 cos
e
h
m cl l l e e
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 89
Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja
potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti
koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za
platinu je 53 eV
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA
S TVARI
0
xI I e
Intenzitet upadnog zračenja
1 2
ln 2d
poludebljina
Intenzitet prolaznog zračenja
Koeficijent
apsorpcije
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu
ZADATAK 90
Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-
zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta
Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće
olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova
je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih
fotona u olovu