Fisika Nuklearra eta Indukzio Elektromagnetikoa: Oinarriak

Indukzio Elektromagnetikoa eta Korronte Alternoa

Indukzio elektromagnetikoa fluxu magnetikoaren aldaketak sortzen duen korronte elektrikoa da.

Lenzen Legea: Korrontearen Noranzkoaren Zehaztapena

Lenzen legea korronte induzituaren noranzkoa determinatzeko araua da. Induzitutako korrontearen noranzkoa korronte hori sorrarazten duen kausaren aurka egiten duena da.

Iman baten ipar poloa espira batera hurbiltzean, fluxu magnetikoa handitu egiten da. Lenzen legearen arabera, korronte induzituaren noranzkoa fluxu magnetiko horri aurka egiteko moduan sortzen da. Korronte induzituak sortutako eremu magnetikoak fluxu magnetikoa gutxitzen du. Imana urruntzean, korrontearen noranzkoa alderantzikatzen da.

Faradayren Legea: Indar Elektroeragile Induzitua (IEE)

Faradayren legea indukzio elektromagnetikoa formulatzeko legea da. Indar elektroeragile induzitua (ε) deritzon magnitudea erabiltzen da:

ε = - ΔΦ / Δt

Zirkuitu bateko indar elektroeragile induzitua eta zirkuitu horretan zeharreko fluxu magnetikoaren aldaketa-abiadura berdinak dira, baina zeinuz aldatuta:

ε = - dΦ / dt

Intentsitatea kalkulatzeko Ohmen legea erabiltzen da: I = ε / R.

Alternadorea: Korronte Alternoaren Sorkuntza

Alternadoreak korronte alternoa sortzen du. Iman iraunkorrek eremu magnetiko uniforme bat sortzen dute, eta haien artean ω abiadurako espira bat jartzen da. Espiraren muturrak eta espirarekin batera biraka dabiltzan bi eraztun konektatuta daude. Bi eraztunak zirkuitu batera konektatzen dira, eta orduan IEE aldatzen denez, zirkuituan korronte elektrikoa sortzen da.

Erradioaktibitatea eta Desintegrazio Nuklearra

Erradioaktibitatea substantzia erradiaktiboek intentsitate handiko erradiazioak igortzeko duten propietatea da.

Erradiazio Motak: Alfa, Beta eta Gamma

Erradiazioak nukleo atomikoan sortzen dira:

• α erradiazioa: Helio nukleoak dira, bi protoiz eta bi neutroiz osatutakoak.
• β erradiazioa: Elektroi bizkorrak dira, nukleoko neutroien desintegraziotik datozenak. Neutroi bakoitzak protoi bat eta elektroi bat ematen ditu.
• γ erradiazioa: (Testuan ez da deskribatzen, baina izenburuan aipatzen da).

Desintegrazio Erradiaktiboa eta Erdibizitza

Desintegrazio erradiaktiboa ausazko prozesua da.

Igorpen erradiaktiboen legea:

N = N₀e^-λt

Substantzia batek denbora-unitatean burututako igorpen erradiaktiboen kopuruari aktibitatea deritzo. Hasierako nukleo kopuruaren erdiak desintegratzeko behar den denbora erdibizitza da:

T = ln 2 / λ

Lotura Energia eta Masa Defektua

Lotura energia nukleo baten lotura-energia bere nukleoi isolatuak nukleoa eratzeko biltzean askatutako energia da.

Masa defektua (Δm):

Δm = M_n - [Z M_p + (A-Z) M_n]

Masa defektuari lotutako energia lotura-energia da: ΔE = Δmc². Nukleoi bakoitzeko lotura-energia lotura-energiaren eta zenbaki masikoaren arteko zatidura da.

Erreakzio Nuklearrak: Fisioa eta Fusioa

Erreakzio nuklearrak nukleo atomiko batzuk beste nukleo atomiko desberdin bihurtzen diren prozesuak dira.

Erreakzio Motak eta Legeak

• α partikulen igorpena: Helio nukleoa nukleo gurasotik irteten da. Nukleo berriaren zenbaki masikoa lau unitate txikiagoa da, eta zenbaki atomikoa bi unitate txikiagoa. Soddyren legea.
• β partikulen igorpena: Nukleo gurasoaren neutroi bat desintegratuz, elektroi bat, protoi bat eta antineutrino bat sortzen dira. Zenbaki masikoa ez da aldatzen, eta zenbaki atomikoa unitate bat handiago bihurtzen da. Fajansen legea.

Fisio Nuklearra

Fisio nuklearra erreakzio nuklear bat da, zeinean nukleo astun bat neutroiz bonbardatuz, nukleo hori zatitu eta bi nukleo arin sortzen diren. Prozesu horretan zenbait neutroi eta energia kantitate handi askatzen dira. Fisioan aktibazio-energia bat behar da. Nukleo egokienak pisu atomiko handikoak dira.

Fisioan kate-erreakzio nuklearrak sortu daitezke:

• Kontrolatua: Zentral nuklearretan egiten da.
• Ez-kontrolatua: Bonba atomikoetan.

Fusio Nuklearra

Fusio nuklearra deritzon erreakzioan, bi nukleo arin batu egiten dira eta nukleo astunago bat eratzen da. Prozesu horretan energia kantitate handi askatzen da. Fusioan ere aktibazio-energia behar da. Nukleo egokienak pisu atomiko txikikoak dira. Fusio erreakzioak Eguzkian gertatzen dira.

Fusio erreakzio motak:

• Kontrolatua: Oraindik ez da era errentagarrian lortu.
• Ez-kontrolatua: Hidrogeno bonba atomikoan.