Download Nuclear
Document related concepts
Transcript
Nuclear Preguntas rectoras ¿Es la radiación peligrosa? ¿Es la energía atómica una buena opción? ¿Cuál es energía nuclear? ¿Son energía nuclear y las bombas nucleares ambas peligro La energía del núcleo Bravo - 15.000 kilotons Desarrollo del átomo Nuclear Fondo de la revisión Radiación nuclear Fisión Centrales nuclear Período Serie de decaimiento Fusión Términos dominantes decaimiento alfa partículas alfa transmutación artificial radiación de fondo decaimiento beta partícula beta reacción en cadena palancas de mando masa crítica curie desintegraciones por segundo decaimiento gamma Contador de Geiger período radiación de ionización irradiado isótopo asesor radiactividad natural ecuación nuclear fisión nuclear fusión nuclear núclido plasma positrones rad radioisótopo rem roentgen trazalíneas transmutación Radiografías Radiactividad Mucha de nuestra comprensión de la estructura atómica vino de estudios de elementos radiactivos. Radiactividad El proceso por el cual los átomos emiten espontáneo partículas o rayos de la alta energía de su núcleo. Primero observado cerca Enrique Becquerel en 1896 Historia: En el lado humano 1834 Michael Faraday - experimentos de la El Rutherford 1919 de Ernesto - anunció el primer artificial transmutación de átomos electrólisis naturaleza eléctrica sugerida de la materia James 1932 Chadwick - descubrió el neutrón cerca bombardeo de la partícula alfa del berilio 1895 roentgen de Wilhelm - radiografías descubiertas cuando ánodo de la huelga de los rayos catódicos Frederick 1934 Joliet y curie de Irene Joliet - producido el primer radioisótopo artificial Enrique 1896 Becquerel - “rayos uránicos descubiertos” y radiactividad Marie 1896 (Marya Sklodowska) y curie de Pedro - Otto 1938 Hahn, Fritz Strassmann, Lise Meitner, y Otto Frisch - fisión nuclear descubierta de uranium-235 por el bombardeo del neutrón descubierto que la radiación es una característica del Edwin 1940 M McMillan y Philip Abelson átomo, y no debido a la reacción química. (Marie nombró este radiactivity de la característica.) José 1897 J. Thomson - descubrió el electrón con experimentos del tubo de Crookes Curie de Marie 1898 y de Piere - descubrió descubrió el primer elemento transuránico, neptunio, por la irradiación de neutrón del uranio en a ciclotrón Glenn 1941 T. Seaborg, Edwin M. McMillan, José Diagrama llano de energía 6s 6p 5d 4f Litio Modelo de Bohr Escala arbitraria de la energía 5s 5p 4d 4s 4p 3d 3s 3p N 2s 2p 1s Configuración del electrón NÚCLEO H él La del FE de AR F del Al de Li C N CHASCAR ENCENDIDO EL ELEMENTO PARA COMPLETAR CARTAS Li = 1s22s1 Un átomo emocionado del litio Energía Átomo emocionado de Li Fotón de luz roja emitido Átomo de Li adentro estado de una energía m Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 326 Ondas l de la longitud de onda larga Amplitud Bajo frecuencia l corto de la longitud de onda Amplitud Alto frecuencia Un tubo catódico Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 58 Un tubo catódico Fuente de Eléctrico Potencial Corriente de la negativa partículas (electrones) Plateado de metal De gas tubo de cristal Plateado de metal Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 58 PAPEL Interpretando observado Desviaciones . . . . . . viga de alfa partículas . . . . . undeflected partículas . . . . . . hoja de oro Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la materia, 3rd Edition, 1990, página 120 partícula desviada Aparato del Rutherford viga de partículas alfa radiactivo sustancia pantalla fluorescente circular - ZnS cubierto hoja de oro Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la materia, 3rd Edition, 1990, página 120 Fotón • En 1905, Einstein postuló que la luz fue compuesta de partículas de la energía discreta E = hf • Él llamó estos FOTONES de las partículas • Él también sugirió que en el efecto fotoeléctrico cada uno el solo fotón da para arriba toda su energía a un solo electrón • Él sugirió que el electrón fuera expulsado inmediatamente • El aumento de la intensidad de la luz aumenta el número de los electrones pero no de la energía de los electrones Efecto fotoeléctrico vidrio evacuado sobre cátodo ánodo cátodo ánodo Representación simbólica de una célula fotoeléctrica Fotones ligeros Célula fotoeléctrica Los electrones expulsaron de la superficie Metal del sodio Efecto fotoeléctrico Luz Electrón Núcleo Metal Cuando la luz pega una superficie de metal, se expulsan los electrones. Efecto fotoeléctrico Más luz Electrón Núcleo Electrón Metal Si se ha alcanzado la frecuencia del umbral, aumento la intensidad aumenta solamente el número de los electrones expulsados. Efecto fotoeléctrico Más arriba frecuencia luz Más rápidamente electrón Núcleo Metal Si se aumenta la frecuencia, los electrones expulsados viajará más rápidamente. Efecto fotoeléctrico Más arriba frecuencia luz Más rápidamente electrón Núcleo Metal Si se aumenta la frecuencia, los electrones expulsados viajará más rápidamente. Fuerte contra fuerza débil Fuerza débil: atracciones electrostáticas entre los protones y los electrones en áto e.g. vinculación covalente, vinculación iónica, vinculación del hidró Granes fuerzas: forzar que mantiene el núcleo unido. es decir. El núcleo contiene los protones que rechazan naturalmen otro. Las granes fuerzas mantienen el núcleo unido. Cuando el núcleo está partido, la energía lanzada es energía de las granes fuerzas. Absorción de Radiación Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 625 b a g Absorción de la radiación Timberlake, química 7th Edición, página 84 Exposición de radiación típica por persona por año en los Estados Unidos Fuente Radiación Fuente Radiación atmósfera en el nivel del mar * mrem 26 radiografía dental 1 mrem tierra mrem 30 radiografía del pecho mrem 6 alimentos mrem 20 Radiografía de la cadera mrem 65 transporte aéreo sobre 1.800 m mrem 4 Exploración de CAT mrem 110 emplazamiento de la obra mrem 7 central nuclear cerca 0.02 mrem Radiografía del brazo o de la pierna 1 mrem Uso de la TV y de la computadora mrem 2 mrem del *Add 3 para cada 300 m de la elevación Packard, Jacobs, Marshall, globo del AGS de Pearson de la química, página 341 Contador de Geiger Ionización del gas del terraplén ocurre adelante pista de la radiación (-) El altavoz da (+) “tecleo” para cada partícula Tubo del metal (negativamente cargado) Ventana + e e + + + e e Ionización radiación trayectoria E libre- se atraen a (+) electrodo, terminando el circuito y Átomos o moléculas del gas del terraplén Wilbraham, Staley, Matta, barquero, química, 2002, página 857 Electrodo central del alambre (positivamente - cargado) generación una corriente. El Geiger el contador entonces traduce la lectura actual Contador de la Geiger-Moleta Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 614 Alfa, beta, rayos gama Bloque de plomo (+) rayos del El alinear ranura (carga negativa) (ninguna carga) Radiactivo sustancia b (-) Cargado eléctricamente placas Animación de Raymond Chang Todos los derechos reservados rayos del g rayos del a (carga positiva) Fotográfico placa (detectando la pantalla) Tipos de radiación Tipo Partícula alfa Símbolo 4 2 He Partícula beta Positrón Rayo gama 0 1 0 1 g b Carga Masa (amu) 2+ 4.015062 1 0.0005486 1+ 0.0005486 0 0 b Características de una cierta radiaciones radiación de ionización Características de algunas de ionización Radiación gamma de la radiación beta de la radiación alfa de la característica Composición Partícula alfa (núcleo del helio) Partícula beta (electrón) Electro de gran energía radiación magnética Símbolo a, He-4 b, e g Carga 2+ 1 0 Masa (amu) 4 1/ Fuente común Radium-226 El carbono-14 Cobalt-60 Aproximado energía 5 MeV* 0.05 a 1 MeV 1 MeV El penetrar energía Moderate (4 milímetros Muy arriba (penetra Bajo (0.05 milímetros cuerpo fácilmente) tejido del cuerpo) tejido del cuerpo) El blindar Papel, arropando * (1 MeV = 1.60 x 1013 J) 1837 Hoja de metal 0 Plomo, concreto (protectores incompletos) Reacciones nucleares Demostración nuclear de las ecuaciones cómo los átom Similar a las ecuaciones químicas. - debe todavía balancear la masa y cargar. Diferenciar de ecuaciones químicas porque - podemos cambiar los elementos. … transmutación - el tipo de isótopo es importante. Dan un paciente el yodo radiactivo a la función de la tiroides de ¿Qué sucede al yodo? 131 131 I 53 Xe 54 ¿Se + b -1 0 + g Tiroides glándula balancea esta ecuación? Usted debe ver si la masa y la carga son iguales en ambos lados. Masa 53 protones 78 neutrones 131 masa total Carga 54 protones 77 neutrones de la masa total 131 +53, protones +54, protones -1 carga del b+53 carga total Sí - ha balanceado de la carga +53 totales Descubrimiento del neutrón 9 4 Be + 4 2 He 12 6 C + 1 0 n James beryllium-9 bombardeados Chadwick con las partículas alfa, s átomos carbon-12 fueron formados, y los neutrones fueron emitido Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la 3ro edición de la materia, página 764 Nuevo isótopo radiactivo = neutrones = protones + 4 Él 2 bombardeo partícula 4 2 Timberlake, química 7th Edición, página 92 He estable isótopo 10 5 B 1 0 13 N 7 10 B 5 neutrón nuevo radiactivo isótopo 13 7 N n 1 0 n Decaimiento alfa partícula alfa isótopo radiactivo 4 radiación 2 Él nuevo isótopo 238 U 92 neutrón protón 234 Th 90 U He 238 92 Timberlake, química 7th Edición, página 87 4 2 2 234 90 Th Contacto Terminal tornillo Referencia compartimiento Compartimiento de ionización Radiactivo fuente Pantalla + Control unidad o procesador - + a a Plástico cubierta Alarma indicador a - Alfa Partículas Detección compartimiento Detección cubierta del compartimiento Fuente del americio Circuito de medición en compartimiento de la detección Aire limpio Humo Alto actual valor 1 2 0 - Bajo actual valor 1 0 2 - Actual + Ionizado partículas Radiactivo material + - - + + + - BATERÍA Placas de metal + Humo atado a las partículas Radiactivo material + - + + + - Decaimiento beta radiactivo isótopo de carbono partícula beta 0 -1 radiación nuevo isótopo 14 6 C neutrón 14 7 protón 14 6 Timberlake, química 7th Edición, página 90 C b 0 -1 N 14 7 N e