VIII RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN MUODOT

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "VIII RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN MUODOT"

Transkriptio

1 VIII RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN MUODOT Radioaktiivisessa hajoamisessa on neljä perusmuotoa: fissio alfahajoaminen betahajoaminen sisäinen siirtymä Viime vuosikymmeninä on havaittu paljon harvinaisempiakin hajoamismuotoja, kuten protoni- ja neutroniemissioon johtavia hajoamisia, mutta niitä ei käsitellä tässä yhteydessä. Spontaani fissio Fission syy on se, että ydin on liian raskas ja sitä esiintyykin vain kaikkein raskaimmilla ytimillä. Fissiossa raskas ydin hajoaa kahdeksi kevyemmäksi ytimeksi, esimerkiksi 238 U 145 Ba + 90 Kr n + 200MeV [VIII.I] Kuva VIII.1. Raskaan ytimen fissio kahdeksi kevyemmäksi ytimeksi. Kevyempien alkuaineiden lisäksi fissiossa syntyy 2-3 neutronia ja erittäin suuri määrä energiaa, jonka jakautuminen eri komponetteihim on esitetty taulokossa seuraavalla sivulla. Fissiota on kahta tyyppiä: spontaani eli itsestään tapahtuva fissio ja indusoitu eli aikaan saatu fissio 34

2 Indusoitu fissio ei kuulu radioaktiivisen hajoamisen piiriin ja sitä käsitelläänkin vasta ydinreaktioiden ja ydinenergian yhteydessä. Luonnon radionuklideista spontaanisti fissioituva on vain 238 U. Fissio ei kuitenkaan ole 238 U:n pääasiallinen hajoamismuoto. Ainoastaan 0.005% siitä hajoaa spontaanilla fissiolla ja loppu alfahajonnalla. 238 U:n fission puoliintumisaika on erittäin pitkä a. Transuraaneilla ja superraskailla alkuaineilla spontaani fissio on hyvin yleinen hajoamismuoto, mutta kuten uraanillakin se kilpailee muiden hajomismuotojen, alfa- ja betahajonnan kanssa. Esimerkiksi suurin osa plutoniumisotoopeista, kaikki joiden massaluku on välillä , hajoaa spontaanilla fissiolla. Eräillä superraskailla nuklideilla, kuten 256 Cf:lla tai 250 No:lla, spontaani fissio on ainoa havaittu hajoamismuoto. Spontaani fissio on englanniksi spontaneous fission ja se lyhennetään s.f. Fissiossa syntyvät tytärnuklidit ovat aina radioaktiivisia. Koska raskailla alkuaineilla, kuten uraanilla on kevyempiä alkuaineita suurempi neutroni/protonisuhde, on fissionuklideissa liikaa neutroneja ja ne hajoavat β - -hajonnalla. Hajoaminen tapahtuu useassa vaiheessa. Neutroni/protonisuhde 238 U:lla on 1.59 ja se on suurinpiirtein sama myös primäärisillä fissiotuotenuklideilla. Sen sijaan esim. stabiilien bariumisotooppien neutroni-protonisuhde on huomattavasti alhaisempi: Fissiossa vapautuu myös neutroneita, 2-3 kussakin hajoamisessa. Taulukko VIII U:n fissiossa syntyvän 200 MeV:n kokonaisenergian jakautuminen. Fissiotuotteiden liike-energia 165 MeV Neutronien liike-energia 5 MeV Halkeamishetkellä vapautuva gammaenergia 7 MeV Fissiotuotteiden betahiukkasten energia 7 MeV Fissiotuotteiden gammakvanttien energia 6 MeV Betahajomisissa syntyvien neutriinojen energia 10 MeV Alfa-hajoaminen Alfahajoamisen syy on sama kuin fissionkin, ydin on liian raskas. Hajoaminen ei kuitenkaan ole yhtä dramaattinen kuin fissiossa, vaan hajoamisessa ytimestä poistuu yksi heliumydin, jota kutsutaan alfahiukkaseksi ja merkitään α:lla. 35

3 226 Ra 222 Rn + 4 He (α) [VIII.II] Heliumytimessä on kaksi protonia ja kaksi neutronia, joten alfahajonnassa ytimen varausluku laskee kahdella yksiköllä ja massaluku neljällä. Alfahajonta on lyijyä raskaampien aineiden yleisimpiä hajoamismuotoja, erityisesti protonirikkailla nuklideilla. Myös monet kevyemmät nuklidit, jotka ovat erityisen protonirikkaita, hajoavat alfahajonnalla. Alfahajonta johtaa vain harvoin yksinomaan tytärytimen perustilalle. Kun alfahajoaminen johtaa tytärytimen viristystilalle, on seurauksena (kuten myöhemmin tarkemmin käsitellään) ylimääräisen viritysenergian purkautumiseen gammakvantin emissiona. Alla olevassa kuvassa on esitetty hajoamiskaavio molemmille tapauksille: hajoaminen suoraan perustilalle ( 212 Po) ja hajoaminen sekä perus- että viristystiloille ( 211 Po). Raskaammilla nuklideilla hajoaminen voi tapahtua monien, jopa yli kymmenen eri alfaenergian ja vielä useamman gammakvantin emissiona, esim. 235 U:lla. Kuva VIII Po:n ja 211 Po:n hajontakaaviot. Useissa alfahajoamisissa on kilpailevana prosessina betahajonta, joko β - -hajonta, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty 218 Po:n hajontakaaviossa tai elektronikaappaus, kuten 211 At:n tapauksessa, joka on samassa kuvassa. β - -hajoamisten osuus 218 Po:n hajoamisissa on 0.02% ja elektronikaappausten osuus 211 At:n hajomisissa 58.1%. Joissakin tapauksissa, esim. 226 Ac:n hajoamisessa, kaikki kolme prosessia (alfahajonta, β - -hajonta ja elektronikaappaus voivat kilpailla keskennään. 36

4 Kuva VIII Po:n ja 211 At:n hajontakaaviot. Alfahajonnassa purkautuva energia Q α, joka on emo- ja tytärnuklidien perustilojen energiaero, voidaan laskea seuraavasti. Kuten jo aiemmin todettiin, on yhtä atomimassayksikköä vastaava energia MeV. Kun M Z on hajoavan ytimen massa, M Z-2 tytärnuklidin ja M He alfahiukkasen, on hajoamisenergian arvo: Q α = MeV (M Z-2 + M He - M Z ) [VIII.II] Kun esim. 238 U hajoaa alfaemissiolla 234 Th:ksi saadaan hajoamisenergiaksi: Q α = MeV/amu ( ) [VIII.III] = MeV/amu ( amu) = MeV Siis hajoamisessa amu massaa muuttuu MeV energiaksi. Energia jakautuu kahteen osaan. Ensinnäkin alfahiukkasen liike-energiaksi (E α ) ja toiseksi tytärytimen rekyylienergiaksi (E Z-2 ). Prosessissa säilyy paitsi kokonaisenergia, eli Q α = E α + E Z-2, myös liikemäärä eli momentti, jolloin E α = Q α (M Z-2 /M Z ) ja E Z-2 = Q α (M α /M Z ). Kun näistä yhtälöistä ratkaistaan E α ja E Z-2, saadaan alfahiukkasen liike-energiaksi MeV ja 234 Thtyttären rekyylienergiaksi MeV. Verrattuna alfahiukkasen energiaan on tytärytimen rekyylienergia pieni, mutta se on n kertaa suurempi kuin kemiallinen sidosenergia. Siten rekyyli saakin aikaan tytärytimen kemiallisten sidosten katkeamisen. Alfahiukkasten energiat ovat aina erittäin korkeita, alin havaittu energia on 144 Nd:llä 1.38 MeV ja korkein 212 Pb:llä 11.7 MeV. Yleisimmin energiat ovat välillä 4-8 MeV. 37

5 Alfapartikkelit saavat tarkoin määrätyn energian, koska siirtymiset emonuklidin perustilalta tytärnuklidin perustilalle ja myös viritetyille tiloille ovat siirtymisiä määrätyille kvanttitiloille. Alfapartikkelit ovat siis monoenergeettisiä, samoin kuin ovat gammakvantit, jotka syntyvät alfahajoamisten johtaessa tytärytimen viritystiloille. Alfahiukkasten energiajakaumaa kutsutaan monoenergeettisyydestä johtuen viivaspektriksi. Alla olevassa kuvassa on esitetty 241 Am:n alfahiukkasten energiajakauma ja siitä spektrometrillä mitattu spektri. 241 Am:lla on viisi alfahajoamisenergiaa MeV (1.3%), MeV (12.8%), MeV (85.2%), MeV (0.2%) ja (0.3%). Spektrometrin vajavaisesta erottelukyvystä johtuen piikit ovat levenneet ja menevät osittain päällekkäin. Kuva VIII Am:n alfahajoamisten energiajakauma ja vastaava mitattu alfaspektri sekä 241 Am:n hajoamiskaavio. Syy alfahajontaan on siis ytimen liian suuri massa. Kaikki ytimet, joiden massaluku on suurempi kuin 150, ovat massansa suhteen epästabiileja ja niiden pitäisi näin ollen hajota alfahajonnalla. Kuten näkyy kuvassa IV.1., joka esittää ytimen potentiaalidiagrammia, on ytimessä korkea potentiaalivalli, joka alfapartikkelin tulee ylittää päästäkseen ytimestä. Ytimissä, joiden massaluku on välillä ytimen sisällä muodostuvan alfahiukkasen energia ei ole riittävä tämän vallin ylitykseen. Raskaimmissakin ytimissä, joiden tiedetään hajoavan alfahajonnalla, potentiaalivalli on korkeampi kuin emittoituvan alfahiukkasen energia. Esim. 238 U-ytimen potentiaalivallin korkeus on n. 9 MeV, mutta siitä emittoituvan alfahiukkasen energia vain 4.2 MeV. Klassisen fysiikan lakien mukaan alfahajonta ei tällöin olisi mahdollista. Ilmiö on selitetty kvanttimekaniikkaa hyväksi käyttäen siten, että 38

6 alfahiukkasella on tietty todennäköisyys läpäistä potentiaalivalli, mitä kutsutaan tunnelointiilmiöksi. Betahajoaminen Betahajonnan syy on ytimen väärä protoni/neutronisuhde, jonka ydin korjaa oikeaksi betahajonnan avulla. Betahajontaa on kolmea eri lajia β - -hajonta positroni- eli β + -hajonta elektronisieppaus eli kaappaus joista kaksi viimeistä ovat keskenään kilpailevia mekanismeja (joissakin harvoissa tapauksissa kaikki kolme mekanismia ovat kilpailevia). Kaikille betahajonnan mekanismeille on yhteistä, että niissä ei ytimen massaluku muutu, koska betahajonnassa muuttuu joko protoni neutroniksi tai päinvastoin neutroni protoniksi. Betahajonnat tapahtuvat isobaarilinjoja myöten pysymättömien ytimien kautta kohti stabiilia ydintä (kuva alla). Kuva VIII.5. Isobaarileikkaus nuklidikartasta A=12. 39

7 β - -hajoaminen Betamiinus-hajonnan syy on se, että nuklidissa on liikaa neutroneja eli nuklidi on neutroniylimääräinen. Tällaisia nuklideja syntyy ensisijaisesti fissiossa ja neutronipommituksissa. Betamiinushajonnassa ytimessä oleva ylimääräinen neutroni muuttuu protoniksi ja samalla ytimestä emittoituu betahiukkanen (β - ). (n) (p + ) + β - [VIII.IV] sulkeet viittaavat ydinvoimakentässä olevaan hiukkaseen. Betahiukkanen on täysin identtinen elektronin kanssa. Sitä voidaan myös kutsua negatroniksi. β - -hajonnassa tytärytimen järjestysluku on siis yhden yksikön korkeampi kuin emoytimen. Kuten jo aiemmin todettiin, ydinhajoamisissa emonuklidin ja tytärnuklidin välillä on aina tietty energiaero, joka on riippuvainen niiden kvanttitiloista. Betahajoamisessa on kuitenkin todettu, että emittoituvilla betahiukkasilla ei ole määrätty energia, vaan se vaihtelee nollan ja kullekin nuklidille tyyppillisen maksimienergian (E max ) välillä. Alla olevassa kuvassa on esitetty tyypillinen betahiukkasten energiajakauma eli betaspektri, joka ei kuten näkyy ole viivaspektri vaan jatkuva spektri. Tämän ristiriidan ratkaisemiseksi on esitetty ratkaisu, jonka mukaan betahajoamisessa ei emittoidu pelkästään betahiukkasia vaan myös neutriinoja (υ) ja kussakin hajoamisessa näiden yhteinen kineettinen energia on vakio (E max ) mutta niiden suhteelliset osuudet vaihtelevat välillä 0-100%. Neutriino ei tule näkyviin mitatussa spektrissä, koska se on käytännöllisesti katsoen massaton ja niin ollen käytössä olevat mittalaitteet eivät kykene sitä toteamaan. Itse asiassa neutriinoja ei emittoidu β - -hajoamisessa, vaan β + -hajoamisessa, joka käsitellään hieman myöhemmin. β - -hajoamisessa emittoituu neutriinon vastapartikkeli antineutriino (υ ). Näin ollen edellä esitetty β - -hajoamisen täydellinen hajoamisyhtälö on seuraava: (n) (p + ) + β - + υ [VIII.V] 40

8 Kuva VIII Cu:n β - - ja β + -spektrit. Kuten tästä kuvasta näkyy, kineettinen energia ei jakaudu tasan betahiukkasen ja neutriinon kesken, vaan keskimääräinen betahiukkasen energia on suurinpiirtein 0.3 E max. Betahajoamisessa purkautuva energia ei tule vain betahiukkasen ja neutriinon kineettisiksi energioiksi, vaan myös tytärytimen rekyylienergiaksi. Koska hajoamisenergian jakautuminen emittoituvan partikkelin liike-energiaksi ja tytärytimen rekyylienergiaksi on liikemäärän säilymisen perusteella kääntäen verrannollinen niiden massoihin, on betahajonnassa toisin kuin alfahajonnassa rekyylienergian osuus erittäin pieni ja se voidaan jättää huomiotta kun lasketaan hajoamisenergioita. Betahajonnan energiat vaihtelevat erittäin suurella välillä. Alla olevassa taulukossa on esitetty eräitä esimerkkejä. 41

9 Taulukko VIII.3. Eräiden betahajoamisten keskimääräiset energiat (E) ja maksimienergiat (E max). E 0.3 E max. Nuklidi E (MeV) E Max (MeV) Nuklidi E (MeV) E max (MeV) 3 H P C Y Betahajonnat johtavat useimmiten tytärytimen viritetyille tiloille, jotka purkautuvat gammaemissiona, joista tarkemmin myöhemmin. Jotkut hajoamiset johtavat kuitenkin ainoastaan tytärytimen perustilalle ja nämä emonuklidit ovat siten puhtaita beta-emittereitä. Puhtaita β - -emittereitä ovat esim. 3 H, 14 C, 32 P, 35 S, ja 63 Ni. Alla on esitetty hajoamiskaaviot puhtaalle β - -emitterille sekä β - -emitterille, jossa emittoituu myös gammakvantteja. Kuva VIII Ar:n ja 41 Ar:n hajoamiskaaviot. β - -hajonnassa lasketaan hajoamisenergia yksinkertaisesti tytär- ja emoatomien massojen erosta: Q β- = (M Z+1 - M Z ) [VIII.VI] Poistuvan betahiukkasen (elektronin) massaa ei tarvitse ottaa huomioon, koska tytärnuklidin järjestysluku on yhden emonuklidia korkeampi. Tytärnuklidi, joka syntyy ionisoituneena, ottaa poistuvaa elektronia vastaavan elektronin ympäristöstä saavuttaakseen elektroneutraalisuuden. 42

10 β + -hajoaminen β + -hajonta on vastakkainen prosessi β - -hajonnan kanssa. Se tapahtuu protoniylimääräisillä nuklideilla ja siinä muuttuu ytimen sisällä oleva protoni neutroniksi. Protoniylimääräisiä nuklideja saadaan aikaiseksi etupäässä protonipommituksella erilaisissa kiihdyttimissä. β + - hajonnassa on kaksi kilpailevaa prosessia: positroniemissio elektronikaappaus Positroniemissio Positroniemissiossa ytimen sisällä oleva protoni muuttuu neutroniksi ja ytimestä emittoituu positronihiukkanen (β + ). (p + ) (n) + β + [VIII.VII] Positronihiukkanen on massaltaan elektronin suuruinen, mutta sen varaus on vastakkaismerkkinen eli sillä on yhden yksikön positiivinen varaus. Analogisesti β - -hajonnan kanssa hajoamisenergia jakaantuu positronin ja neutriinon kanssa ja täydellinen reaktioyhtälö on siten: (p + ) (n) + β + + υ [VIII.VIII] Positroniemissiossa siis tytärytimen järjestysluku on yhtä pienempi kuin emoytimen. Kuten betaminushajonnassakin myös positroniemissiossakin hajoaminen johtaa useimmiten tytärytimen viritystiloille ja myöhemmin niiden purkautumiseen gammakvantteina. Jotkut positronitemitterit, erityisesti kevyet nuklidit kuten 11 C, 13 N, 15 O, 18 F ovat kuitenkin puhtaita positroniemittereitä. Alla olevassa kuvassa on esitetty hajoamiskaaviot puhtaalle positroniemitterille sekä viritetylle tilalle johtavalle β + -hajonnalle. 43

11 Kuva VIII F:n ja 22 Na:n hajoamiskaaviot. Toisin kuin betamiinushajonnassa täytyy positroniemissiossa ottaa hajoamisenergiaa laskettaessa huomioon myös positronin ja elektronin massat, koska tytäratomin järjestysluku on emoatomia yhtä pienempi ja näin ollen siitä täytyy poistua yksi elektroni. Tämän lisäksi ytimestä poistuu toinen elektronin massa emittoituvan positronin myötä. Näin ollen hajoamisenergia on: Q β+ = (M Z-1 + 2M e - M Z ) [VIII.IX] elektronin massa on amu, joka vastaa energiaa amu x MeV/amu = MeV. Betaminushajonnassa emittoituva positronihiukkanen on pysymätön. Kun se on menettänyt väliaineessa liike-energiansa se yhtyy vastahiukkaseensa, johonkin väliaineen elektroniin. Yhtymisprosessissa molemmat hiukkaset häviävät eli annihiloituvat ja niiden energia muuttuu sähkömagneettiseksi gammasäteilyksi, jota kutsutaan annihilaatio- eli häviämissäteilyksi. Annihilaatiossa syntyy kaksi gammakvanttia, jotka emittoituvat vastakkaisiin suuntiin. Koska elektronin ja positronin lepomassaa vastaava energia on MeV, on molempien emittoituvien gammakvanttien energia MeV. Näitä gammoja käytetäänkin positroniemittereiden havaitsemiseen ja laskemiseen, koska niiden havaitseminen on yksinkertaisempaa kuin itse positronien. 44

12 Kuva VIII.9. Positroniemissio ja positronien annihilaatio. Positronien energiajakauma on hieman erilainen kuin β - -hiukkasten (ks. VIII.7.). Verrattuna β - -hajontaan suurempi osuus hajoamisenergiasta tulee positronin liike-energiaksi ja positronien keskimääräinen energia onkin n. 0.4E max, kun se β - -hiukkasilla on 0.3E max. Elektronisieppaus Elektonisieppaus eli kaappaus (electron capture EC) on siis kilpaileva prosessi positroniemission kanssa. Se on vallitseva betahajonnan muoto raskailla alkuaineilla (Z>80). Positroniemissio puolestaan on vallitseva kevyillä alkuaineilla (Z<30) ja näiden välillä eli kun Z=30-80, molemmat tapahtuvat rinnan. Elektronisieppauksessa ytimessä oleva protoni muuttuu neutroniksi sieppaamalla yhden oman atomin rataelektronin (p + ) + e - (n) + υ [VIII.X] Siis kuten positroniemissiossakin on tytäratomin järjestysluku yhden alhaisempi kuin emoatomin. Yleisimmin elektronikaappaus tapahtuu sisemmältä K-kuorelta, harvemmin L- kuorelta ja erittäin harvoin tätä ulommilta. Kuten betaminushajoamisessa ei elektronisieppauksessakaan tarvitse ottaa huomioon siepatun elektronin massaa laskettaessa hajoamisenegiaa, koska tytäratomin järjestysluku on yhtä alhaisempi ja näin ollen tarvitseekin yhden elektronin vähemmän. Hajoamisenergia lasketaan vain emo- ja tytäratomien massoista: 45

13 Q EC = (M Z-1 - M Z ) [VIII.XI] kuten EC:n hajoamisyhtälössä jo esitettiin, myös elektronikaappauksessa syntyy neutriinoja. Itse asiassa koko hajoamisenergia emittoituu neutriinon myötä. Siis itse hajoamisessa ei synny havaittavaa säteilyä. Sen sijaan, kun siepatun elektronin aukko täyttyy ylemmiltä elektronikuorilta tulevilla elektroneilla, syntyy kyseiselle atomille, siis tytäratomille, karakteristista röntgensäteilyä, jota käytetäänkin EC-nuklidien mittaamiseen. Samoin, jos tytärydin jää viritetylle tilalle, sen purkautuessa havaitaan myös sähkömagneettista säteilyä. Kuva VIII.10. Elektronisieppaus ja karakteristisen röntgensäteilyn muodostuminen. Kuva VIII Fe:n hajoamiskaavio ja hajoamisen seurauksena syntyvän röntgensäteilyn spektri. 55 Mn:n 46

14 Odd-even-ongelma Kuten ytimien stabiilisuutta kuvaavassa osassa kerrottiin, on puoliempiirisen massan kaava vakiomassaluvulle laskettuna parabeli, jonka reunoilla ovat beta-aktiiviset nuklidit, vasemmalla reunalla β - -aktiiviset, oikealla β + /EC-aktiiviset ja parabelin pohjalla stabiilit nuklidit. Nämä parabelit ovat isobaaripoikkileikkauksia energialaaksosta, jonka kuva on esitetty sivulla 24. Riippuen isobaarin massaluvusta, saadaan joko yksi tai kaksi parabelia: parittomilla massaluvuilla on vain yksi parabeli kun sen sijaan parillisilla on kaksi. Parittomilla massaluvuilla on on parabelin pohjalla vain yksi stabiili nuklidi, parillisilla massaluvuilla kaksi tai jopa kolme. Parillisten massalukujen ylemmällä isobaarikuvaajaparabelilla olevilla nuklideilla on sekä pariton järjestysluku että neutroniluku eli ne ovat odd-odd-nuklideja. Alemman parabelin nuklidit ovat even-even-nuklideja. Betahajoaminen parittomalla massaluvulla. Alla on esitetty isobaarileikkaus massaluvulle 145. Parabeleja on siis vain yksi. Vasemmalla rinteellä tapahtuu β hajoamista: 58 Ce hajoaa 145 Pr : ksi ja tämä edelleen stabiiliksi 60 Nd : ksi. Oikealla rinteellä tapahtuu sekä β + - hajoamista että elektronisieppausta: 145 Sm hajoaa 61 Pm : ksi ja tämä edelleen stabiiliksi Nd : ksi. Parabelin pohjalla olevalla 60 Nd : llä on pienin massa eli se on stabiilein. Sillä on parillinen järjestysluku, mutta pariton neutroniluku eli se on even-odd-nuklidi. Tällaisia isobaarileikkauksia ja vastaavia stabiileja odd-even- tai even-odd-nuklideja on kaikkiaan 105. Kuva VIII.12. Betahajoamisen isobaarileikkaus massaluvulla

15 Betahajoaminen parillisella massaluvulla. Parillisella massaluvulla on isobaarileikkauksella kaksi parabelikuvaajaa. Kuten parittomillakin massaluvuilla betahajoaminen tapahtuu parabelin rinteitä pitkin, nyt vain siten, että hajoaminen johtaa aina siirtymiseen parabelilta toiselle. Harvinaisimmat hajoamiset johtavat ylemmän parabelin pohjanuklidiin.tällaisia nuklideja on vain neljä kevyintä odd-odd-nuklidia 2 H, 6 Li, 10 B ja 14 N. Raskaammat odd-oddnuklidit ovat aina (ehkä 50 V:a lukuun ottamatta) epästabiileja nukleoniparittomuutensa tähden. Esimerkki tällaisesta tapauksesta on kuvassa VIII.13., jossa esitetään isobaaripoikkileikkaus massaluvulle 142. Siinä ylemmän parabelin pohjanuklidi raskaampi kuin alemmalla parabelilla olevat viereiset even-even-nuklidit niin ollen Pr, joka on odd-odd-nuklidi, on 142 Ce ja Nd 60 ja Pr voikin periaatteessa hajota molemmiksi näiksi nuklideiksi. Käytännössä betamiinushajoaminen on vallitseva. Eräillä muilla odd-odd-nuklideilla tapahtuu hajoamista molempiin suuntiin. Tällaisesta tapauksesta on esimerkkinä 64 Cu:n hajoamiskaavio (Kuva VIII.14). Massaluvun A=142 isobaarileikkauksessa huomataan vielä, Ce on raskaampi ydin kuin Nd ja näin ollen hajoamisen täksi kevyemmäksi ytimeksi tulisi tapahtua Ce : n hajoaminen betamiinushajonnalla 60 Nd : ksi edellyttäisi kuitenkin ensin hajoamista raskaamman Pr -nuklidin kautta, mikä on mahdotonta. Ainoa mahdollisuus tälle hajoamiselle onkin kaksoisbetamiinushajoaminen. Joitakin tällaisia kaksoisbetamiinushajoamisia onkin havaittu, esim. 82 Se hajoaa 82 Kr:ksi emittoimalla kaksi betaa, jolloin järjestysluku kasvaa kahdella yksikköllä. Hajoaminen on erittäin hidasta, sen puoliintumisaika on noin vuotta. Kuva VIII.13. Betahajoamisen isobaarileikkaus parillisella massaluvulla A=142. Stabiileja nuklideja on kaksi, molemmat ovat even-even-nuklideja. 48

16 Kuva VIII Cu:n hajoamiskaavio. Alla on vielä kaksi parillisen massaluvun isobaarileikkauskuvaajaa, joista vasemmassa syntyy yksi stabiili even-even-nuklidi ja oikeassa kolme stabiilia even-even-nuklidia. Vasemman puoleinen tapaus on yleinen, niitä tunnetaan kaiken kaikkiaan 78. Oikean puoleinen on sen sijaan erittäin harvinainen: vain kolme tapausta tunnetaan, esim. massaluvulla 96, jossa syntyvät stabiilit nuklidit 124 Xe, 124 Te ja 124 Sn. Kuva VIII.15. Betahajoamisen isobaarileikkaus parillisella massaluvulla. Vasen puoli: yksi stabiili nuklidi, esim massaluku A = 66. Oikea puoli: A= 124, stabiileja nuklideja kolme. 49

17 Tytärytimen rekyyli betahajonnoissa Neutriinon emittoitumisuuntaa ei tiedetä, mutta jos se emittoituu päivastaiseen suuntaan kuin betahiukkanen, on tytärytimen rekyyli nolla. Jos sen sijaan molemmat emittoituvat samaan suuntaan, on rekyylienergia maksimissaan, jolloin sen energiaa merkitään E d :llä. Hajoamisenergia on niin ollen Q = E d + E max [VIII.XII] missä E max on betahiukkasen maksimienergia. Kuten jo edellä todettiin rekyylienergia on elektronin/positronin pienestä koosta johtuen erittäin pieni. Näin ollen Q ja E max ovat käytännössä yhtä suuret. Esim 14 C:n hajoamisessa, jossa E max on MeV, on E d :n arvo vain 7 ev. Verrattuna kemiallisen sidoksen energiaan tämä energia on kuitenkin merkittävä ja niin ollen betahajoamisen aiheuttama rekyyli usein johtaakin tytärytimen kemiallisten sidosten katkeamiseen. Betahajoamisen seurausilmiöt Betahajoamisessa syntyy primäärisäteilynä β - -hiukkasia, positroneja ja neutriinoja, joista jälkimmäisiä ei kuitenkaan mittalaitteilla havaita. Eräiden nuklidien hajoamisessa, esim. 14 C:n hajoamisessa, ei muuta säteilyä synnykään kuin betahiukkasia. Monissa tapauksissa, joista eräitä onkin jo mainittu, seuraa betahajoamista muita prosesseja, joissa syntyy sekundääristä säteilyä. Tällaisia ovat: Betahajoaminen johtaa tytärytimen virittyneelle tilalle, joka purkautuu sisäisellä siirtymällä. Positronien häviämisessä eli annihilaatiossa syntyy MeV:n gammasäteilyä. Elektronisieppauksessa syntyy tytäratomin karakteristista röntgensäteilyä. Auger-elektronien syntyminen elektronikaappauksen jälkeen. Auger-elektronien syntyminen Elektronisieppauksessa K-kuorella syntyvät röntgenkvantit voivat irrottaa ulommilta elektronikuorilta (L,M) elektroneja. Näiden, ns. Auger-elektronien, energiat ovat verraten pieniä, enintään muutaman kymmenen elektronivolttia. Alla on esitetty täsät esimerkkinä 50

18 57 Fe:n viritystilan purkautuminen. Tämä voi tapahtua joko a) 14.4 kev:n gammaemissiona tai b) 7.3 kev:n konversioelektronien muodostumisena. K-kuoren röntgenkvantit voivat irrottaa ulomman kuoren elektroneja radaltaan, jolloin muodostuu 5.6 kev:n Auger-elektroneja. Elektronikuorien täyttyessä ylemmiltä kuorilta, syntyy mm. 1 kev:n ja 6.6 kev:n röntgenkvantteja. Kuva VIII.16. Auger-elektronien syntyminen 57 Fe hajoamisen seurauksena. Sisäinen siirtymä - gammahajoaminen ja sisäinen konversio Beta- ja alfahajonnassa ydin ei useimmiten hajoa suoraan tytärytimen perustilalle vaan hajoaminen tapahtuu tytärytimen viritystilojen kautta. Tytärytimen viritystilat purkautuvat kahdella tavalla: gammahajoamisen kautta tai sisäisen konversion kautta Yhteisellä nimellä näitä kutsutaan sisäiseksi siirtymäksi (internal transition IT). Gammahajoaminen Gammahajomisessa tytärydin purkaa viritysenergiaansa emittoimalla sähkömagneettista gammasäteilyä. Kun esimerkiksi 212 Bi hajoaa alfahajonnalla 208 Tl:ksi vain kohtuullisen pieni osa alfahiukkasista saa liike-energiakseen maksimienergian 6.08 MeV. Suurin osa hajonnoista tapahtuu viritystilojen kautta, jolloin syntyy gammasäteilyä. Gammakvanttien energiat voi 51

19 laskea hajoamisenergian ja alfahiukkasten erona: esim MeV:n alfahiukkasta vastaa = 0.32 MeV:n gammakvantti. Gamma-hajoamiset tapahtuvat useimmiten erittäin nopeasti, < sekunnissa, eikä niiden elinikää tällöin kyetä mittaamaan. Gammahajoamiset tapahtuvat usein portaittain viritystilalta toiselle ja lopulta perustilalle. Gammahajoamisten sanotaan tällöin olevan kaskaadissa. Gammahajoamisten, joilla on edellä mainittua pidempiä elinikiä, hajoamisnopeuksia kyetään mittaamaan ja niitä tiedetään useita. Mikäli gammahajonnalla on mitattava elinikä, nuklidia, siis tytärnuklidia viritystilalla, kutsutaan isomeeriksi ja tällaista nuklidia merkitään pienellä m:llä massaluvun vieressä, esim. 137m Ba, jonka puoliintumisaika 2.6 minuuttia. Isomeerien puoliintumisajat vaihtelevat suuresti ja pisin on 192m Ir:n 900 vuotta. Gammahajoamiset tapahtuvat tytärytimen viritystilojen välillä ja niiltä perustilalla. Viritystiloilla on määrätyt energiansa, jotka riippuvat ytimen kvanttitiloista. Näin ollen myös gammakvanteilla on aina määrätyt energiat eli gammahajoamisessa saadaan viivaspektri. Alla on esitetty 198 Au:n hajoamiskaavio ja vastaava gammaspektri. Kuva VIII Au:n hajoamiskaavio ja gammaspektri. Gammahajoavia nuklideja saadaan paitsi alfa- ja betahajonnan jälkituotteina myös virittämällä stabiileja nuklideja sähkömagneettisella tai hiukkassäteilyllä. Gammasäteilyä syntyy myös fissioissa. 52

20 Gammasäteily aiheuttaa tytärytimeen vain pienen rekyylienergian, jonka arvo on < 0.1% gammaenergiasta, joten käytännöllisesti katsoen koko hajoamisenergia purkautuu gammkavantin energiana. Sisäinen konversio Kuten jo sanottiin, gammahajoamisen kanssa kilpailee toinen prosessi: sisäinen konversio (internal conversion IC). Siinä virittyneestä tytärytimestä ei emittoidukaan gammakvanttia, vaan viritysenergia siirtyy suoraan tytärytimen rataelektronille, joka irtautuu atomista. Ilmiö on analoginen Auger-elektronien syntymisen kanssa karakteristisen röntgenviritysenergian purkautumisessa. Elektronit, joita kutsutaan tässä tapauksessa konversioelektroneiksi, ovat monoenergeettisia. Niiden liike-energia on yhtä suuri kuin viritysenergia, josta vähennetään elektronin sidosenergia. Useimmiten konversioelektronit ovat peräisin sisemmältä K-kuorelta, koska sillä ydintä lähimpänä on sen kanssa suurin vuorovaikutus. Esim. 137m Ba:n hajoamisessa tapahtuu konversio viisi kertaa useammin K-kuorelta kuin L-kuorelta. Konversioelektronit näkyvät jatkuvassa betaspektrissä piikkeinä, esim. 137 Cs:n betaspektrissä (alla) näkyy sekä K- että L-kuorilta peräisin olevat konversioelektronit. Kuva VIII Cs:n betaspektri. Sisäisen konversion intensiteetin suhdetta gammahajomisen intensiteettiin kutsutaan konversiokertoimeksi α IC 53

21 α IC = I IC /I γ [VIII.XIII] Alla on esitetty 137 Cs:n hajoamiskaavio: 94.6% betahajoamisista kulkee virittyneen 137m Ba:n kautta. Tämä viritystila purkautuu 89.8%.sti 662 kev:n gammaemissiolla ja loput 10.2% purkautuu sisäisen konversion kautta. Tässä tapauksessa konversiokerroin on Kuva VIII Cs:n hajoamiskaavio. Yhteenveto radioaktiivisen hajoamisen hiukkasista ja kvanteista Taulukko VIII.4. Ydinhajoamisissa ja niiden jälkiseurauksissa mukana olevia hiukkasia ja kvantteja. Hiukkanen symboli massa (amu) varaus protoni p neutroni n elektroni, negatroni, betahiukkanen e, e -, β positroni β neutriino υ 0 0 antineutriino υ 0 0 gammakvantti röntgenkvantti γ rtg, X 54

2.2 RÖNTGENSÄTEILY. (yli 10 kv).

2.2 RÖNTGENSÄTEILY. (yli 10 kv). 11 2.2 RÖNTGENSÄTEILY Erilaisiin sovellutustarkoituksiin röntgensäteilyä synnytetään ns. röntgenputkella, joka on anodista (+) ja katodista () muodostuva tyhjiöputki, jossa elektrodien välille on kytketty

Lisätiedot

Säteily- ja ydinturvallisuus -kirjasarjan toimituskunta: Sisko Salomaa, Tarja K. Ikäheimonen, Roy Pöllänen, Anne Weltner, Olavi Pukkila, Wendla Paile, Jorma Sandberg, Heidi Nyberg, Olli J. Marttila, Jarmo

Lisätiedot

Radioaktiivisten jätteiden kartoitus kiihdytinlaboratoriossa

Radioaktiivisten jätteiden kartoitus kiihdytinlaboratoriossa Radioaktiivisten jätteiden kartoitus kiihdytinlaboratoriossa Aki Puurunen JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO FYSIIKAN LAITOS Pro Gradu -tutkielma Ohjaaja: Jaana Kumpulainen 3. lokakuuta 2011 Tiivistelmä Kiihdytinlaboratoriossa

Lisätiedot

fissio (fuusio) Q turbiinin mekaaninen energia generaattori sähkö

fissio (fuusio) Q turbiinin mekaaninen energia generaattori sähkö YDINVOIMA YDINVOIMALAITOS = suurikokoinen vedenkeitin, lämpövoimakone, joka synnyttämällä vesihöyryllä pyöritetään turbiinia ja turbiinin pyörimisenergia muutetaan generaattorissa sähköksi (sähkömagneettinen

Lisätiedot

55 RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY

55 RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 55 RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 55.1 Radioaktiivinen hajoaminen ja säteily Atomin ydin koostuu sähkövaraukseltaan positiivisista protoneista ja neutraaleista neutroneista hyvin tiheästi pakkautuneina (ytimen

Lisätiedot

FYS08: Aine ja Energia

FYS08: Aine ja Energia FYS08: Aine ja Energia kurssin muistiinpanot Rami Nuotio päivitetty 6.12.2009 Sisältö 1. Sähkömagneettinen säteily 3 1.1. Sähkömagneettinen säteily 3 1.2. Mustan kappaleen säteily 3 1.3. Kvantittuminen

Lisätiedot

Ydinfysiikka. Luento. Jyväskylän synklotroni. Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley.

Ydinfysiikka. Luento. Jyväskylän synklotroni. Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley. Ydinfysiikka Atomin ydin kuuluu silmillemme näkymättömään maailmaan, mutta ydinfysiikan ilmiöt ovat osa modernia teknologiaa. Esim ydinvoima, ydinfysiikan käyttö lääketieteessä, ydinjätteet. Luennon tavoite:

Lisätiedot

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate.

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate. Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 5: RADOAKTVSUUSTYÖ Teoriaa Radioaktiivista säteilyä syntyy, kun radioaktiivisen aineen ytimen viritystila purkautuu

Lisätiedot

Tehtävänä on tutkia gammasäteilyn vaimenemista ilmassa ja esittää graafisesti siihen liittyvä lainalaisuus (etäisyyslaki).

Tehtävänä on tutkia gammasäteilyn vaimenemista ilmassa ja esittää graafisesti siihen liittyvä lainalaisuus (etäisyyslaki). TYÖ 68. GAMMASÄTEILYN VAIMENEMINEN ILMASSA Tehtävä Välineet Tehtävänä on tutkia gammasäteilyn vaimenemista ilmassa ja esittää graafisesti siihen liittyvä lainalaisuus (etäisyyslaki). Radioaktiivinen mineraalinäyte

Lisätiedot

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Atomi Aine koostuu molekyyleistä Atomissa on ydin ja fotonien ytimeen liittämiä elektroneja Ytimet muodostuvat

Lisätiedot

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Valintakoe 2016/FYSIIKKA Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Boltzmannin vakio 1.3805 x 10-23 J/K Yleinen kaasuvakio 8.315 JK/mol

Lisätiedot

MODERNIA FYSIIKKAA, SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTTIÄ YO-TEHTÄVIEN LAAJENNUKSINA

MODERNIA FYSIIKKAA, SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTTIÄ YO-TEHTÄVIEN LAAJENNUKSINA 2009 pietarsaaren lukio Vesa Maanselkä MODERNIA FYSIIKKAA, SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTTIÄ YO-TEHTÄVIEN LAAJENNUKSINA Yo-kirjoituksissa usein kysyttyjen aiheiden kertausta Aiheittain niputettuja yo-tehtäviä

Lisätiedot

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 1 Johdanto 1.1 Radioaktiivinen hajoaminen ja säteily Atomin ydin koostuu sähkövaraukseltaan positiivisista protoneista ja neutraaleista neutroneista hyvin tiheästi pakkautuneina

Lisätiedot

Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä. FinLAS Seminaari 3.12.2012 Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto

Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä. FinLAS Seminaari 3.12.2012 Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä FinLAS Seminaari 3.12.2012 Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto Sisältö Mitä ionisoiva säteily on Säteilyn käytön valvonta Työturvallisuus säteilytyössä

Lisätiedot

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 1 Johdanto 1.1 Radioaktiivinen hajoaminen ja säteily Atomin ydin koostuu positiivisesti varautuneista protoneista ja neutraaleista neutroneista. Samalla alkuaineella on aina

Lisätiedot

GEIGERIN JA MÜLLERIN PUTKI

GEIGERIN JA MÜLLERIN PUTKI FYSP106/K3 GEIGERIN J MÜLLERIN PUTKI 1 Johdanto Työssä tutustutaan Geigerin ja Müllerin putkeen. Geigerin ja Müllerin putkella tarkoitetaan tietynlaista säteilymittaria. Samaisesta laitteesta käytetään

Lisätiedot

AKTIIVISUUDEN MÄÄRITYS

AKTIIVISUUDEN MÄÄRITYS 5 AKTIIVISUUDEN MÄÄRITYS Tarja K. Ikäheimonen, Seppo Klemola, Pia Vesterbacka, Tua Rahola SISÄLLYSLUETTELO 5.1 Yleistä... 138 5.2 Gammaspektrometria... 139 5.3 Alfaspektrometria... 157 5.4 Nestetuikelaskenta...

Lisätiedot

FY8_muistiinpanot. Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. 10. marraskuuta 2013 10:00

FY8_muistiinpanot. Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. 10. marraskuuta 2013 10:00 FY8 Sivu 1 FY8_muistiinpanot 10. marraskuuta 2013 10:00 Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. FY8 Sivu 2 Sähkömagneettinen säteily s. 5 11.

Lisätiedot

FYS207/K5. GAMMASÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS

FYS207/K5. GAMMASÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS FYS207/K5. GAMMASÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS 1. Johdanto Työssä tutustutaan siihen, mitkä asiat vaikuttavat väliaineen kykyyn absorboida sähkömagneettista säteilyä. Lisäksi määritetään kokeellisesti

Lisätiedot

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2011

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2011 MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 0 Tyypillisten virheiden aiheuttaia pisteenetyksiä (6 pisteen skaalassa): - pieni laskuvirhe -/3 p - laskuvirhe, epäielekäs tulos, vähintään - - vastauksessa yksi erkitsevä

Lisätiedot

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu.

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu. 1 Linja-autoon on suunniteltu vauhtipyörä, johon osa linja-auton liike-energiasta siirtyy jarrutuksen aikana Tätä energiaa käytetään hyväksi kun linja-autoa taas kiihdytetään Linja-auto, jonka nopeus on

Lisätiedot

1240eV nm. 410nm. Kun kappaleet saatetaan kontaktiin jännite-ero on yhtä suuri kuin työfunktioiden erotus ΔV =

1240eV nm. 410nm. Kun kappaleet saatetaan kontaktiin jännite-ero on yhtä suuri kuin työfunktioiden erotus ΔV = S-47 ysiikka III (ST) Tentti 88 Maksimiaallonpituus joka irroittaa elektroneja metallista on 4 nm ja vastaava aallonpituus metallille on 8 nm Mikä on näiden metallien välinen jännite-ero? Metallin työfunktio

Lisätiedot

SUPER- SYMMETRIA. Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa

SUPER- SYMMETRIA. Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa SUPER- SYMMETRIA Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa Teemu Löyttinen & Joni Väisänen Ristiinan lukio 2008 1. Sisällysluettelo 2. Aineen rakenteen standardimalli

Lisätiedot

40D. RADIOAKTIIVISUUSTUTKIMUKSIA

40D. RADIOAKTIIVISUUSTUTKIMUKSIA TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/7 40D. RADIOAKTIIVISUUSTUTKIMUKSIA 1. TYÖN TAVOITE 2. TEORIAA Työssä tutustutaan radioaktiiviseen säteilyn kuvaamisessa käytettäviin käsitteisiin ja fysikaalisiin lakeihin,

Lisätiedot

Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY 2007-2009

Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY 2007-2009 Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY 2007-2009 Eino Valtonen Avaruustutkimuslaboratorio, Fysiikan ja tähtitieteen laitos, Turun yliopisto Eino.Valtonen@utu.fi 2 Kosminen säde? 3 4 5 Historia

Lisätiedot

EXPLORANIUM GR-130 minispec- Gammaspektrometrin käyttöohje

EXPLORANIUM GR-130 minispec- Gammaspektrometrin käyttöohje Pohjois-Suomen yksikkö Q 15/25/2006/1 Rovaniemi 20.2.2006 EXPLORANIUM GR-130 minispec- Gammaspektrometrin käyttöohje Pertti Turunen 2006 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä 20.2.2006 Tekijät

Lisätiedot

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014 Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014 CERN ja LHC LHC-kiihdytin ja sen koeasemat sijaitsevat 27km pitkässä tunnelissa noin 100 m maan alla Ranskan ja Sveitsin raja-alueella.

Lisätiedot

Materiaalifysiikkaa antimaterialla. Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto

Materiaalifysiikkaa antimaterialla. Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto Materiaalifysiikkaa antimaterialla Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto Miksi aine on sellaista kuin se on? Materiaalien atomitason rakenne Kokeelliset tutkimusmenetelmät Positroniannihilaatiospektroskopia

Lisätiedot

3 SÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS

3 SÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS 35 3 SÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS Säteilyn hiukkaset ja kvantit vuorovaikuttavat aineen rakenneosasten kanssa. Vuorovaikutusten aiheuttamat prosessit voivat muuttaa aineen rakennetta ja ominaisuuksia,

Lisätiedot

Piirrostehtiivissa merkitse nakyviin mahdollisimman paljon tietoa, jolla ilmaiset ymmartaneesi tarkasteltavan ilmion.

Piirrostehtiivissa merkitse nakyviin mahdollisimman paljon tietoa, jolla ilmaiset ymmartaneesi tarkasteltavan ilmion. YDINFYSIIKKA FYSN3 kl. 211 Valikoe 1 25.2.211 Piirrostehtiivissa merkitse nakyviin mahdollisimman paljon tietoa jolla ilmaiset ymmartaneesi tarkasteltavan ilmion. 1. a) 14 C-ajoitusmenetelma perustuu 14

Lisätiedot

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN 17. helmikuuta 2011 ENERGIA JA HYVINVOINTI TANNER-LUENTO 2011 1 Mistä energiaa saadaan? Perusenergia sähkö heikko paino vahva

Lisätiedot

CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla

CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla 18.11.2015 Harri Toivonen, projektin johtaja* Kari Peräjärvi, projektipäällikkö Philip Holm, tutkija Ari Leppänen, tutkija Jussi Huikari, tutkija Hanke

Lisätiedot

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkaset Alkeishiukkaset Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkasiin lasketaan perushiukkaset (fermionit) ja alkeishiukkasbosonit. Ne ovat nykyisen tiedon mukaan jakamattomia hiukkasia. Lisäksi

Lisätiedot

Luku 14: Elektronispektroskopia. 2-atomiset molekyylit moniatomiset molekyylit Fluoresenssi ja fosforesenssi

Luku 14: Elektronispektroskopia. 2-atomiset molekyylit moniatomiset molekyylit Fluoresenssi ja fosforesenssi Luku 14: Elektronispektroskopia 2-atomiset molekyylit moniatomiset molekyylit Fluoresenssi ja fosforesenssi 1 2-atomisen molekyylin elektronitilan termisymbolia muodostettaessa tärkeä ominaisuus on elektronien

Lisätiedot

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet Käsiteltävät aiheet: Mikä aikaansaa sidokset? Mitä eri sidostyyppejä on? Mitkä ominaisuudet määräytyvät sidosten kautta? Chapter 2-1 Atomirakenne Atomi elektroneja

Lisätiedot

Perusvuorovaikutukset

Perusvuorovaikutukset Perusvuorovaikutukset Mikko Mustonen Mika Kainulainen CERN tutkielma Nurmeksen lukio Syksy 2009 Sisältö 1 Johdanto... 3 2 Perusvuorovaikutusten historia... 3 3 Teoria... 6 3.1 Gravitaatio... 6 3.2 Sähkömagneettinen

Lisätiedot

Z = VARAUSLUKU eli JÄRJESTYSLUKU (= protoniluku) N = NEUTRONILUKU A = NUKLEONILUKU; A = N + Z (= neutr. lkm + prot. lkm)

Z = VARAUSLUKU eli JÄRJESTYSLUKU (= protoniluku) N = NEUTRONILUKU A = NUKLEONILUKU; A = N + Z (= neutr. lkm + prot. lkm) SÄTEILY YTIMET JA RADIOAKTIIVISUUS ATOMI -atomin halkaisija 10-10 m -ytimen halkaisija 10-14 m ATOMIN OSAT: 1) YDIN - protoneja (p) ja neutroneja (n) 2) ELEKTRONIVERHO - elektroneja (e - ) - protonit ja

Lisätiedot

Säteilyn historia ja tulevaisuus

Säteilyn historia ja tulevaisuus Säteilyn historia ja tulevaisuus 1. Mistä Maassa oleva uraani on peräisin? 2. Kuka havaitsi röntgensäteilyn ensimmäisenä ja millä nimellä hän sitä kutsui? 3. Miten alfa- ja beetasäteily löydettiin? Copyright

Lisätiedot

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ Valosähköisellä ilmiöllä ymmärretään tässä oppikirjamaisesti sitä, että kun virtapiirissä ja tyhjiölampussa olevan anodi-katodi yhdistelmän katodia säteilytetään fotoneilla,

Lisätiedot

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Aineen olemuksesta Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Miten käsitys aineen perimmäisestä rakenteesta on kehittynyt aikojen kuluessa? Mitä ajattelemme siitä nyt? Atomistit Loogisen päättelyn

Lisätiedot

DOSIMETRIA YDINVOIMALAITOKSISSA

DOSIMETRIA YDINVOIMALAITOKSISSA Lappeenrannan teknillinen yliopisto Teknillinen tiedekunta Energiatekniikan koulutusohjelma BH10A0200 Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari DOSIMETRIA YDINVOIMALAITOKSISSA DOSIMETRY IN NUCLEAR POWER

Lisätiedot

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi Aurinko K E S K E I S E T K Ä S I T T E E T : A T M O S F Ä Ä R I, F O T O S F Ä Ä R I, K R O M O S F Ä Ä R I J A K O R O N A G R A N U L A A T I O J A A U R I N G O N P I L K U T P R O T U B E R A N S

Lisätiedot

Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa

Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa Haarto & Karhunen Tulipalo- ja rajähdysvaara Tulta saa käyttää vain jos sitä tarvitaan Lämpöä kehittäviä laitteita ei saa peittää Helposti haihtuvia nesteitä käsitellään

Lisätiedot

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset Booriryhmä Hiiliryhmä Typpiryhmä Happiryhmä Halogeenit Jalokaasut Jaksollinen järjestelmä ja sidokset 13 Jaksollinen järjestelmä on tärkeä kemian työkalu. Sen avulla saadaan tietoa alkuaineiden rakenteista

Lisätiedot

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist Elektroniikka Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist Kurssin sisältö Sähköopin perusteet Elektroniikan perusteet Sähköturvallisuus ja lainsäädäntö Elektroniikka musiikkiteknologiassa Suoritustapa

Lisätiedot

A.1 Ionisoivan säteilyn ja ilmaisinaineen vuorovaikutukset

A.1 Ionisoivan säteilyn ja ilmaisinaineen vuorovaikutukset A IONISOIVAN SÄTEILYN HAVAITSEMINEN A.1 Ionisoivan säteilyn ja ilmaisinaineen vuorovaikutukset Ionisoivaa säteilyä on kolmea päätyyppiä: 1) Nopeat varatut hiukkaset: α- ja β-säteily, suurenergiset protonit

Lisätiedot

www.mafyvalmennus.fi YO-harjoituskoe A / fysiikka Mallivastaukset 1. a)

www.mafyvalmennus.fi YO-harjoituskoe A / fysiikka Mallivastaukset 1. a) YO-harjoituskoe A / fysiikka Mallivastaukset 1. a) 1 b) Lasketaan 180 N:n voimaa vastaava kuorma. G = mg : g m = G/g (1) m = 180 N/9,81 m/s 2 m = 18,348... kg Luetaan kuvaajista laudan ja lankun taipumat

Lisätiedot

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Tampere 14.12.2013 Higgsin bosoni Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Perustutkimuksen tavoitteena on löytää vastauksia! yksinkertaisiin peruskysymyksiin. Esimerkiksi: Mitä on massa?

Lisätiedot

Gammaspektrometristen mittausten yhdistäminen testbed-dataan inversiotutkimuksessa

Gammaspektrometristen mittausten yhdistäminen testbed-dataan inversiotutkimuksessa Gammaspektrometristen mittausten yhdistäminen testbed-dataan inversiotutkimuksessa Satu Kuukankorpi, Markku Pentikäinen ja Harri Toivonen STUK - Säteilyturvakeskus Testbed workshop, 6.4.2006, Ilmatieteen

Lisätiedot

Työ 55, Säteilysuojelu

Työ 55, Säteilysuojelu Työ 55, Säteilysuojelu Ryhmä: 18 Pari: 1 Joas Alam Atti Tehiälä Selostukse laati: Joas Alam Mittaukset tehty: 7.4.000 Selostus jätetty: 1.5.000 1. Johdato Tutkimme työssämme kolmea eri säteilylajia:, ja

Lisätiedot

53 ELEKTRONIN SUHTEELLISUUSTEOREETTINEN LIIKE- MÄÄRÄ

53 ELEKTRONIN SUHTEELLISUUSTEOREETTINEN LIIKE- MÄÄRÄ 53 LKTRONIN SUHTLLISUUSTORTTINN LIIK- MÄÄRÄ 53. Lorentz-uunnos instein esitti. 95 erikoisen suhteellisuusteorian eruseriaatteen, jonka ukaan kaikkien luonnonlakien tulee olla saoja haainnoitsijoille, jotka

Lisätiedot

Ionisoivan säteilyn ja aineen välinen vuorovaikutus lukion fysiikan oppikirjoissa

Ionisoivan säteilyn ja aineen välinen vuorovaikutus lukion fysiikan oppikirjoissa Ionisoivan säteilyn ja aineen välinen vuorovaikutus lukion fysiikan oppikirjoissa Anna Vankka FYSIIKAN LAITOS Pro Gradu -tutkielma Ohjaajat: Jukka Maalampi, Rauno Julin 13. elokuuta 2012 Tiivistelmä Lukion

Lisätiedot

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen YLEINEN KEMIA Yleinen kemia käsittelee kemian perusasioita kuten aineen rakennetta, alkuaineiden jaksollista järjestelmää, kemian peruskäsitteitä ja kemiallisia reaktioita. Alkuaineet Kaikki ympärillämme

Lisätiedot

Kertaustehtävien ratkaisut

Kertaustehtävien ratkaisut Kertaustehtävien ratkaisut Etsi tehtävissä 1 1 oikea vaihtoehto laskealla. 1. a) Kvantin energia on E hf 15 1 4,135669 1 evs,3 1 Hz 1, ev.. a) Valosähköisessä iliössä osa valon energiasta kuluu fotoelektronien

Lisätiedot

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä 39 PUOLIJOHTEISTA Yleistä Pyrittäessä löytämään syy kiinteiden aineiden erilaiseen sähkön johtavuuteen joudutaan perehtymään aineen kidehilassa olevien atomien elektronisiin energiatiloihin. Seuraavassa

Lisätiedot

Radon aiheuttaa keuhkosyöpää

Radon aiheuttaa keuhkosyöpää 86 radonin hajoamisen seurauksena muodostuneet tytärytimet ovat kuitenkin haitallisia, koska ne ovat kiinteitä aineita ja voivat kulkeutua pölyhiukkasten mukana ihmisen keuhkoihin. Talon alla oleva maaperä

Lisätiedot

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista. YLEINEN KEMIA Yleinen kemia käsittelee kemian perusasioita kuten aineen rakennetta, alkuaineiden jaksollista järjestelmää, kemian peruskäsitteitä ja kemiallisia reaktioita. Alkuaineet Kaikki ympärillämme

Lisätiedot

Luvun 8 laskuesimerkit

Luvun 8 laskuesimerkit Luvun 8 laskuesimerkit Esimerkki 8.1 Heität pallon, jonka massa on 0.40 kg seinään. Pallo osuu seinään horisontaalisella nopeudella 30 m/s ja kimpoaa takaisin niin ikään horisontaalisesti nopeudella 20

Lisätiedot

Monen elektronin atomit

Monen elektronin atomit Monen elektronin atomit Helium atomi Keskimääräisen kentän approksimaatio Aaltofunktion symmetria hiukkasvaihdossa Paulin kieltosääntö Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä Heliumin emissiospektri Vety

Lisätiedot

Kvanttimekaniikka: Luento 2. Mar$kainen Jani- Petri

Kvanttimekaniikka: Luento 2. Mar$kainen Jani- Petri Kvanttimekaniikka: Luento 2 Mar$kainen Jani- Petri Assarointimainos Fyssa tarvitsee assareita Noin 30 euroa tun$+ lisiä tyypillises$ n. 4h/viikko, muba voi olla enemmän/vähemmän Opintosuoritukset+ lyhyt

Lisätiedot

ECR-ionilähteen tuottaman röntgensäteilyn simulointi

ECR-ionilähteen tuottaman röntgensäteilyn simulointi ECR-ionilähteen tuottaman röntgensäteilyn simulointi Pro gradu Janne Ropponen Jyväskylän yliopisto Fysiikan laitos Huhtikuu 2008 Tiivistelmä Electron Cyclotron Resonance (ECR) -ionilähteissä syntyy röntgensäteilyä

Lisätiedot

Moderni fysiikka (Fysiikan kurssi 8) Juhani Kaukoranta Raahen lukio

Moderni fysiikka (Fysiikan kurssi 8) Juhani Kaukoranta Raahen lukio Moderni fysiikka (Fysiikan kurssi 8) Juhani Kaukoranta Raahen lukio Klassisen fysiikan kriisi 1800-luvun loppupuolella fysiikassa kaikki oli selvää: Newtonin mekaniikka selitti liikkeen aukottomasti Maxwellin

Lisätiedot

SÄHKÖMAGNEETTINEN SÄTEILY JA SEN VUOROVAIKUTUS MATERIAN KANSSA

SÄHKÖMAGNEETTINEN SÄTEILY JA SEN VUOROVAIKUTUS MATERIAN KANSSA SÄHKÖMAGNEETTINEN SÄTEILY JA SEN VUOROVAIKUTUS MATERIAN KANSSA PRO GRADU -TUTKIELMA HENRIK VAHTOLA OULUN YLIOPISTO FYSIKAALISTEN TIETEIDEN LAITOS OULU 2000 Alkusanat Kiitän professori Helena Akselaa ja

Lisätiedot

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus: K1. Onko väittämä oikein vai väärin. Oikeasta väittämästä saa 0,5 pistettä. Vastaamatta jättämisestä tai väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä. (yhteensä 10 p) Oikein Väärin 1. Kaikki metallit johtavat

Lisätiedot

TIIVISTELMÄRAPORTTI NEUTRONISÄTEILYÄ LÄHETTÄVIEN AINEIDEN HAVAITSEMINEN JA TUNNISTAMINEN

TIIVISTELMÄRAPORTTI NEUTRONISÄTEILYÄ LÄHETTÄVIEN AINEIDEN HAVAITSEMINEN JA TUNNISTAMINEN 2011/798 ISSN 1797-3457 (verkkojulkaisu) ISBN (PDF) 978-951-25-2281-1 TIIVISTELMÄRAPORTTI NEUTRONISÄTEILYÄ LÄHETTÄVIEN AINEIDEN HAVAITSEMINEN JA TUNNISTAMINEN Tiivistelmä Harri Toivonen, Philip Holm, Ari-Pekka

Lisätiedot

Lääketiede Valintakoeanalyysi 2015 Fysiikka. FM Pirjo Haikonen

Lääketiede Valintakoeanalyysi 2015 Fysiikka. FM Pirjo Haikonen Lääketiede Valintakoeanalyysi 5 Fysiikka FM Pirjo Haikonen Fysiikan tehtävät Väittämä osa C (p) 6 kpl monivalintoja, joissa yksi (tai useampi oikea kohta.) Täysin oikein vastattu p, yksikin virhe/tyhjä

Lisätiedot

Kuva 6.6 esittää moniliitosaurinkokennojen toimintaperiaatteen. Päällimmäisen

Kuva 6.6 esittää moniliitosaurinkokennojen toimintaperiaatteen. Päällimmäisen 6.2 MONILIITOSAURINKOKENNO Aurinkokennojen hyötysuhteen kasvattaminen on teknisesti haastava tehtävä. Oman lisähaasteensa tuovat taloudelliset reunaehdot, sillä tekninen kehitys ei saisi merkittävästi

Lisätiedot

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Aine ja maailmankaikkeus Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Lahden yliopistokeskus 29.9.2011 1900-luku tiedon uskomaton vuosisata -mikä on aineen olemus -miksi on erilaisia aineita

Lisätiedot

McArthur Riverin uraanikaivos Kanadan Saskatchewanissa, 2010 (Esa Pohjolainen) Perustietoa uraanista Esa Pohjolainen Geologian tutkimuskeskus

McArthur Riverin uraanikaivos Kanadan Saskatchewanissa, 2010 (Esa Pohjolainen) Perustietoa uraanista Esa Pohjolainen Geologian tutkimuskeskus McArthur Riverin uraanikaivos Kanadan Saskatchewanissa, 2010 (Esa Pohjolainen) Perustietoa uraanista Esa Pohjolainen Geologian tutkimuskeskus 1 Uraanin alkuperä Alkuaineita on syntynyt kolmella eri tavalla:

Lisätiedot

FYSN300: YDINASTROFYSIIKKAA. K.S. Krane: Luku 19 J. Lilley: Luvut 11.5-11.7

FYSN300: YDINASTROFYSIIKKAA. K.S. Krane: Luku 19 J. Lilley: Luvut 11.5-11.7 FYSN300: YDINASTROFYSIIKKAA K.S. Krane: Luku 19 J. Lilley: Luvut 11.5-11.7 1 Ydinastrofysiikka? Ytimien ominaisuudet Maailmankaikkeuden ominaisuudet Linnunrata Aurinkokunta Universumissa arviolta > 170

Lisätiedot

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Yliopistonlehtori, TkT Sami Kujala Mikro- ja nanotekniikan laitos Kevät 2016 Ajan ja pituuden suhteellisuus Relativistinen työ ja kokonaisenergia SMG-aaltojen

Lisätiedot

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA NOT-tiedekoulu La Palma Kasper Honkanen, Ilona Arola, Lotta Loponen, Helmi-Tuulia Korpijärvi ja Anastasia Koivikko 20.11.2011 Ryhmämme työ käsittelee spektrometriaa ja sen

Lisätiedot

Tehtävänä on vertailla eri säteilylähteiden säteilyvoimakkuutta (pulssia/min).

Tehtävänä on vertailla eri säteilylähteiden säteilyvoimakkuutta (pulssia/min). TYÖ 66. SÄTEILYLÄHTEIDEN VERTAILU Tehtävä Välineet Tehtävänä on vertailla eri säteilylähteiden säteilyvoimakkuutta (pulssia/min). Radioaktiiviset säteilylähteet: mineraalinäytteet (330719), Strontium-90

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Täydennä kuhunkin kohtaan yhtälöstä puuttuva suure tai vakio alla olevasta taulukosta. Anna vastauksena kuhunkin kohtaan ainoastaan

Lisätiedot

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava Fysiikka 1 Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava 1 Fysiikan kurssitarjonta Pakollinen kurssi fysiikka luonnontieteenä (FY1) Seitsemän valtakunnallista syventävää kurssia

Lisätiedot

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria Standardimalli & Supersymmetria Standardimalli Hiukkasfysiikan Standardimalli on teoria, joka kuvaa hiukkaset ja voimat, jotka vaikuttavat luonnossa. Ympärillämme näkyvä maailma koostuu ylös- ja alas-kvarkeista

Lisätiedot

Magneettinen energia

Magneettinen energia Luku 11 Magneettinen energia 11.1 Kelojen varastoima energia Sähköstatiikan yhteydessä havaittiin, että kondensaattori kykenee varastoimaan sähköstaattista energiaa. astaavalla tavalla kela, jossa kulkee

Lisätiedot

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI sivu 1/5 MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI Kohderyhmä: Kesto: Tavoitteet: Toteutus: Peruskoulu / lukio 15 min. Työn tavoitteena on havainnollistaa

Lisätiedot

Jännite, virran voimakkuus ja teho

Jännite, virran voimakkuus ja teho Jukka Kinkamo, OH2JIN oh2jin@oh3ac.fi +358 44 965 2689 Jännite, virran voimakkuus ja teho Jännite eli potentiaaliero mitataan impedanssin yli esiintyvän jännitehäviön avulla. Koska käytännön radioamatöörin

Lisätiedot

Top Analytica Oy Ab. XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio

Top Analytica Oy Ab. XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio Röntgenfluoresenssi Röntgensäteilyllä irroitetaan näytteen atomien sisäkuorilta (yleensä K ja L kuorilta) elektroneja. Syntyneen vakanssin paikkaa

Lisätiedot

Sädehoidosta, annosten laskennasta ja merkkiaineista. Outi Sipilä sairaalafyysikko, TkT Outi.Sipila@hus.fi

Sädehoidosta, annosten laskennasta ja merkkiaineista. Outi Sipilä sairaalafyysikko, TkT Outi.Sipila@hus.fi Sädehoidosta, annosten laskennasta ja merkkiaineista Outi Sipilä sairaalafyysikko, TkT Outi.Sipila@hus.fi 15.9.2004 Sisältö Terapia Diagnostiikka ionisoiva sädehoito röntgenkuvaus säteily tietokonetomografia

Lisätiedot

KVANTTIFYSIIKAN ILMIÖMAAILMA...1

KVANTTIFYSIIKAN ILMIÖMAAILMA...1 KVANTTIFYSIIKAN ILMIÖMAAILMA...1 1.1 Historiaa... 1 1. Klassisen sähkömagnetismin perusideoita... 4 1.3 Mustan kappaleen säteily... 7 1.4 Valosähköinen ilmiö... 1 1.5 Sähkömagneettisen säteilyn sironta

Lisätiedot

Fysiikka 9. luokan kurssi

Fysiikka 9. luokan kurssi Nimi: Fysiikka 9. luokan kurssi Kurssilla käytettävät suureet ja kaavat Täydennä taulukkoa kurssin edetessä: Suure Kirjaintunnus Yksikkö Yksikön lyhenne Jännite Sähkövirta Resistanssi Aika Sähköteho Sähköenergia

Lisätiedot

Ydinpolttoainekierto. Kaivamisesta hautaamiseen. Jari Rinta-aho, Radiokemian laboratorio 3.11.2014

Ydinpolttoainekierto. Kaivamisesta hautaamiseen. Jari Rinta-aho, Radiokemian laboratorio 3.11.2014 Ydinpolttoainekierto Kaivamisesta hautaamiseen Jari Rinta-aho, Radiokemian laboratorio 3.11.2014 Kuka puhuu? Tutkijana Helsingin yliopiston Radiokemian laboratoriossa Tausta: YO 2008 Fysiikan opiskelijaksi

Lisätiedot

Taustasäteily maanalaisissa mittauksissa

Taustasäteily maanalaisissa mittauksissa Ensimmäinen Maanalaisen Fysiikan Kesäkoulu, Pyhäjärvi, 2003-1 - Kansallinen Maanalaisen Fysiikan Kesäkoulu Pyhäjärvi, 9. 13. kesäkuuta 2003 Timo Enqvist Taustasäteily maanalaisissa mittauksissa Ensimmäinen

Lisätiedot

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI sivu 1/5 MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI TEORIA Spektroskopia on erittäin yleisesti käytetty analyysimenetelmä laboratorioissa, koska se soveltuu

Lisätiedot

Luku 9: Atomien rakenne ja spektrit. https://www.youtube.com/watch? v=bmivwz-7gmu https://www.youtube.com/watch? v=dvrzdcnsiyw

Luku 9: Atomien rakenne ja spektrit. https://www.youtube.com/watch? v=bmivwz-7gmu https://www.youtube.com/watch? v=dvrzdcnsiyw Luku 9: Atomien rakenne ja spektrit Vedyn kaltaiset atomit Atomiorbitaalit Spektrisiirtymät Monielektroniset atomit https://www.youtube.com/watch? v=bmivwz-7gmu https://www.youtube.com/watch? v=dvrzdcnsiyw

Lisätiedot

STANDARDIMALLI. Perus- Sähkö- Elektronin Myonin Taun hiukka- varaus perhe perhe perhe set

STANDARDIMALLI. Perus- Sähkö- Elektronin Myonin Taun hiukka- varaus perhe perhe perhe set STANDARDIMALLI Fysiikan standardimalli on hiukkasmaailman malli, joka liittää yhteen alkeishiukkaset ja niiden vuorovaikutukset gravitaatiota lukuun ottamatta. Standardimallin mukaan kaikki aine koostuu

Lisätiedot

Valo ja muu sähkömagneettinen säteily

Valo ja muu sähkömagneettinen säteily Valo ja muu sähkömagneettinen säteily Valon luonne Valon luonne on yksi kvanttimekaniikan omituisuuksista. Joissakin tilanteissa valo käyttäytyy kuin aaltoliike, toisissa kuin hiukkaset. Valoaallot eivät

Lisätiedot

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin. KERTAUSKOE, KE1, SYKSY 2013, VIE Tehtävä 1. Kirjoita kemiallisia kaavoja ja olomuodon symboleja käyttäen seuraavat olomuodon muutokset a) etanolin CH 3 CH 2 OH höyrystyminen b) salmiakin NH 4 Cl sublimoituminen

Lisätiedot

Uusimmat tulokset ATLAS-kokeen Higgs hiukkasen etsinnästä

Uusimmat tulokset ATLAS-kokeen Higgs hiukkasen etsinnästä Uusimmat tulokset ATLAS-kokeen Higgs hiukkasen etsinnästä 4. kesäkuuta 2012 ATLAS koe esitteli uusimmat tuloksensa Higgs-hiukkasen etsinnästä. Tulokset esiteltiin CERNissä pidetyssä seminaarissa joka välitettiin

Lisätiedot

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava Fysiikka 1 Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava 1 Fysiikan kurssitarjonta Pakollinen kurssi fysiikka luonnontieteenä (FY1) Seitsemän valtakunnallista syventävää kurssia

Lisätiedot

FYSA220/K2 (FYS222/K2) Vaimeneva värähtely

FYSA220/K2 (FYS222/K2) Vaimeneva värähtely FYSA/K (FYS/K) Vaimeneva värähtely Työssä tutkitaan vaimenevaa sähköistä värähysliikettä. Erityisesti pyritään havainnollistamaan kelan inuktanssin, konensaattorin kapasitanssin ja ohmisen vastuksen suuruuksien

Lisätiedot

FY1 Fysiikka luonnontieteenä

FY1 Fysiikka luonnontieteenä Ismo Koponen 10.12.2014 FY1 Fysiikka luonnontieteenä saa tyydytystä tiedon ja ymmärtämisen tarpeelleen sekä saa vaikutteita, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa kohtaan tutustuu aineen

Lisätiedot

Jukka Tulkki 8. Laskuharjoitus (ratkaisut) Palautus torstaihin 3.4 klo 12:00 mennessä. x 2

Jukka Tulkki 8. Laskuharjoitus (ratkaisut) Palautus torstaihin 3.4 klo 12:00 mennessä. x 2 S 437 Fysiikka III Kevät 8 Jukka Tulkki 8 askuharjoitus (ratkaisut) Palautus torstaihin 34 klo : mennessä Assistentit: Jaakko Timonen Ville Pale Pyry Kivisaari auri Salmia (jaakkotimonen@tkkfi) (villepale@tkkfi)

Lisätiedot

Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2

Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2 Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2 1. (a) W on laatikon paino, F laatikkoon kohdistuva vetävä voima, F N on pinnan tukivoima ja F s lepokitka. Kuva 1: Laatikkoon kohdistuvat voimat,

Lisätiedot

Perustietoa uraanista Esa Pohjolainen Geologian tutkimuskeskus

Perustietoa uraanista Esa Pohjolainen Geologian tutkimuskeskus McArthur Riverin uraanikaivos Kanadan Saskatchewanissa, 2010. E. Pohjolainen Perustietoa uraanista Esa Pohjolainen Geologian tutkimuskeskus 1 Uraanin alkuperä Alkuaineita on syntynyt kolmella eri tavalla:

Lisätiedot

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti Tehtävä 1 Selitä lyhyesti: a Mikä on Einsteinin ja Debyen kidevärähtelymallien olennainen ero? b Mikä ero vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa on kanonisella

Lisätiedot

3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta

3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta Työperiaatteeksi (the work-energy theorem) kutsutaan sitä että suljetun systeemin liike-energian muutos Δ on voiman systeemille tekemä työ W Tämä on yksi konservatiivisen voiman erityistapaus Työperiaate

Lisätiedot

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V 501. Sarjakuvassa Lassi ja Leevi seikkailevat avaruudessa. Esitä neljä perusteltua syytä, miksi kuvattu toiminta ei ole mahdollista avaruudessa vallitsevissa fysikaalisissa olosuhteissa.

Lisätiedot