Tel:
Fax:
Email:
www.hayatiboskut.com.tr
Atom Çekirdeği ve Radyoaktivite
Atomun çekirdek ve elektronlardan ibaret olan yapısının anlaşılması süreci içinde; elde edilen gelişmeler daima zamanın teknolojik şartları tarafından sınırlandırılmıştır. Teorik bilgilerin, denel sonuçların önünde gitmesi de bu yüzdendir. Deney tekniklerinin gelişmesi sayesinde öne sürülen düşüncelerin ispatlanması ve bilgilerin kesinlik kazanması, 1900'den sonra hız kazanmıştır. Madde ve enerjiye ait birçok nitelikle beraber elektronun davranışına ait önemli aşamalar gerçekleşmiş olmasına rağmen, atom çekirdeğinin yapısı hakkındaki denel sonuçların kazanılması daha ileri teknolojik gelişmeler ve malzeme bilgileri elde edilmesini gerektirdiğinden, kurallara bağlanabilen sağlıklı verilerin elde edilmesi 1940'lardan itibaren gerçekleşmiştir.
Gerek elektron gerekse çekirdeğin yapısı ile ilgili gelişme süreci, şüphesiz günümüzde de devam etmekte, yeni denel sonuçlarla çok daha fazla detaya ulaşılmakta, mevcut bilgiler daha sağlam ve kesin hale getirilmektedir. Sürekli ve hızlı gelişen bir konu olması nedeniyle bu ders içinde, oldukça genel ve tartışmasız kabul edilen bilgilere yer verilecektir.
Bölüm Hedefi
Bu bölümü tamamladığınızda,
- Atom çekirdeğinin yapısını incelemiş,
- Elementel tanecikleri tanımlamış,
- Temel kuvvet olan “Yakın Mesafe Kuvveti” kavramını incelemiş,
- Çekirdek reaksiyonlarını genel olarak tanımlamış,
- Çekirdek enerjisini nitel ve nicel olarak ortaya koymuş,
olacaksınız.
4.1 Çekirdeğin Büyüklüğü ve Şekli
Atom çekirdeği başlıca nükleon denilen proton ve nötronlardan meydana gelmiştir. Bir elementin nötron ve proton sayısı;
şeklinde ifade edilir. A kütle numarası, Z atom numarasıdır.
Çekirdekteki proton sayısı Z, nötron sayısı A-
Tam küresel bir çekirdek atomdaki elektronlar üzerine düzgün bir Coulomb etkisi gösterir. Eğer (+) yüklü protonlar çekirdekte düzgün bir küre verecek şekilde dağılmamışlarsa, çekirdeğin bir de elektriksel kuadropol momenti vardır ve elektronlara Coulomb etkisine ilaveten kuadropol moment etkisi de olur. Bu önemsiz değerler alır, ancak ölçülebilir büyüklüktedir ve çekirdeğin şekli hakkında bilgi verir. Kuadropol momenti sıfır olan çekirdekler tam küreseldir.
Örneğin, 1H, 18O, 20Ca, 28Ni, 50Sn, 82Pb. Periyodik sistemde bu elementlere komşu olanlar küresel ya da küresele çok yakındır. Geri kalanlar steroiddir ve büyük eksenin küçük eksene oranı 1.2’den küçüktür.
Küresel ve sferoid yapı.
4.1.1 Elementel Tanecikler
Atom çekirdeğini oluşturan başlıca temel yapı taşlarının nötron ve protonlar olduğu çok yakın zamanlara kadar kabul ediliyordu. Ancak; kimya bilimi açısından önemli olan bu taneciklerin de “quark” adı verilen daha alt birimlerden oluştuğu ve bunların da alt birimlerinin söz konusu olabileceği artık bilinmektedir. Nötron ve protonların yapısı hakkındaki gelişmeler Parçacık Fiziği (veya çekirdek fiziği) bilim dalının ilgi alanına girmektedir.
Atomun ve çekirdeğin yapılanmasında yer alan yapı taşlarının genel adı "elementel tanecik" tir. Çekirdek reaksiyonlarında ve doğal oluşumlarda ortaya çıkan 30'dan fazla mikro yapı elemanından “elementel tanecik” olarak söz edilebilir. Bunların yanında çekirdek reaksiyonlarında kullanılan döteron ve -
4.1.2 Çekirdek İçi Kuvvetler
Çekirdeğin temel yapı taşları proton ve nötronlar olduğuna göre, çok küçük bir hacimde, özellikle (+) yüklü protonların nasıl bir arada bulunabildikleri uzun yıllar cevapsız kalmıştır. Çekirdeğin küçük hacmi ve kararlılığı çekirdek içindeki nükleonlar arasındaki kuvvetlerin gravitasyon (Newton Çekim Kanunu) ve elektrostatik çekim kuvvetlerinden (Coulomb Kanunu) temelde çok farklı olduğunu gösterir.
Nükleonlar arasında p-
Çekirdek içi parçacıklarının tasfiri. Günümüzde çekirdekteki nükleonların atomdaki elektronlar gibi belirli enerji seviyelerinde sıralanmış olmaları görüşü genel olarak kabul edilmektedir.
4.1.3 Çekirdeklerin Kararlılığı
Bölüm -
