Sıra | DOSYA ADI | Format | Bağlantı |
---|---|---|---|
01. | İç Yapı Denklemlerinin Uygulanması | ppt | Sunumu İndir |
Transkript
Dördüncü UygulamaTermonükleer Reaksiyonlarİç Yapı Denklemlerinin Uygulanması
Nükleonlar Proton+ Elektron Hidrojen AtomuDoğadaki temel elektrik yükü elektronun sahip olduğu yüktür ve negatiftir. Proton ise aynı değerde pozitif elektrik yüküne sahiptir. (1.6x10-19 Coulomb)Ancak kuarklar daha düşük elektrik yüküne sahiptir (q/3, 2q/3).Nötronlar elektrik yüküne sahip değildir.( proton ve nötronlardan oluşur)
Çekirdeği Parçalamak Protonun iç yapısı hakkında bilgi için yüksek hızlı protonları kafakafaya çarpıştırmak gerekir. Burada devreye hızlandırıcılar girer.
Nükleonlar arasında ‘Güçlü Etkileşim’ sıkı bağlanmaya neden olur. Elektronlar bu kuvveti hissetmezler. Bu kuvvet o kadar yüksektir ki protonlar arasındaki güçlü itme kuvvetine( elektromanyetik kuvvetlere) dayanabilir.Elektrik yükü olan parçacıklar ( elektron ve protonlar) arasında çok kuvvetli elektromanyetik kuvvetler vardır. Farlı işaretli yükler birbirini çeker, aynı işaretliler iter.Nükleonlar elektrik kuvvetini yenen bir kuvvet ile birbirine yeterince yaklaşırlarsa bağlanabilirler.. Bu doğada nasıl gerçekleşir?
uMeVcumumumumHeHHeH/5.9310160.30141.20026.40073.12322*1.007825u2.014102u m=0.001548uE=mc2 =1.44MeV2.014102u+1.007825u3.016029u m=0.005898u E=mc2 =5.49MeV2*3.007825u4.002603u+2*1.007825 m=0.013u E=mc2=12.85MeV=Q1=Q2=Q3MeVQQQQ 712.26)(2321PP IHatırlayalım;
PP2 zinciri Sıcaklığı 1.6x107<T<2.5x107 olan yıldızlarda etkindir. 3 4 7 62 2 47 74 37 1 4 43 1 2He + He Be + 1.586 1.0*10Be Li + 0.861 0.4Li + H 2 He 17.347 10eTepkime Çıkan Enerji Tepkime SüresiMeV Yıle MeV YılMeV Yıl Hatırlayalım;
PP3 zinciri7 1 84 1 58 85 48 44 2Be H B+ 0.135 70B Be 17.98 1Be 2 He 0.095MeV 1eTepkime Çıkan Enerji TepkimeSüresiMeV Yıle MeV SaniyeSaniye PP II zincirinde oluşan Be-7 çekirdeği tarafından bir elektronun yakalanmasıylaoluşan bir süreçtir.Güneşte zamanın sadece %0.3’nde Be-7 proton, %99.7’inde ise elektron yakalar.Bol nötrino üretir!!Hatırlayalım;
Üçlü Alfa SüreciBe-8 izotopu çok kararsızdır ve yaşam süresi 2.6x10-16 s dir. Bu nedenle tepkime hemen tersine döner. 4He + 4He 8Be4He + 4He 8Be8Be + 4He 12C + 4023TGüneş evriminin ileri aşamalarında4 Helyum atomunu karbona yakabilecek sıcaklığaulaşacaktır ancak karbonu yakacaksıcaklığa ulaşamayacaktır.Hatırlayalım;
Güneş’in varolan ışıma gücü değerini göz önüne alarak, bir yılda ne kadar hidrojen yaktığını ve ne kadar Helyum ürettiğini bulunuz.4HHe dönüşümü için,m=0.0287um.c2= 4.28x10-5 erg 1 sn de 3.84x1033 erg (L) 1 yıl da ? x=1.26x1041 erg1 dönüşüm için 4.28x10-5 ergx 1.26x1041 erg/yıl x=2.94x1045 dönüşüm/yıl elde edilir.x=1.18x1046 akb/yıl=? ton/yıl1 u=1.6605x10-24gr = 931.5 MeV/c2mH=1.0073uc=3x1010cm1H=1.007825u1 dönüşümde 4.002603u Helyum2.94x1045 dönüşüm/yıl 1.177x1046 akb/yıl1 dönüşümde 4x 1.0073=4.03u H 2.94x1045 dönüşüm/yıl x
X1=0.71X2=0.15x10-4X3=0.12x10-3c=160 gr/cm3Tc=1.5x107K 1 u=1.6605x10-24grmH=1.67x10-24 gmH-2= 3.34x10-24 gm He-3= 5.008x10-24gM= 1.99x1033 giii mXNH’in kütle kesriDöteryumun kütle kesriHe-3 ‘un kütle kesriPP1 zinciri için tepkime gerçekleşme sürelerini hesaplayalım.562433105.81067.110271.0xxxxNHtane H atomu var. (tüm kütlesi içinde)Birim hacimdeki parçacık sayısı
252411108.61067.116071.0xxxmXNH202442221019.71034.31601015.0xxxxmXNH21243333108.310008.51601012.0xxxxmXNHetane 1H atomu var.(birim hacimde)tane 2H atomu var.tane 3He atomu var.HmXN11Birim hacimdeki parçacık sayıları:
tepkime sayıları1 1 2 ( 2 / 3 )1 1 1 6( 1 / 3 )62 8 ( 2 / 3 )2 1 1 2 6( 1 / 3 )63 5 2 ( 2 / 3 )3 3 3 6( 1 / 3 )63 3 . 8 11 . 1 5 * 1 0 * * * e x p ( ) *3 7 . 2 15 . 3 0 5 * 1 0 * * * * e x p ( ) *1 2 2 . 7 61 . 8 5 9 * 1 0 * * * e x p ( ) *r X TTr X X TTr X TT 73/23/12111,1107.115)1581.33exp(160)71.0(1015.1 xxxxxr 183/23/1411281,21016.415)1521.37exp(16071.01015.01010305.5 xxxxxxxxr 73/23/12311353,3106.115)1576.122exp(160)1012.0(1010859.1 xxxxxxxr r i,x= tepkime sayısı/ cm3s
yııxsxxxrNt 11187251,11 103.1104107.1108.6sxxrNt 1721016.41019.718201,22 yııxsxxxrNt 6147213,33 107104.2106.1108.31 1 2 91 1 12 1 31 1 23 3 4 1 62 2 2 1H + H H +e 1.442 1.4*10H + H He + 5.493 6He He He + 2 H 12.859 10eTepkime ÇıkanEnerji TepkimeSüresiMeV YılMeV snMeV Yıl r i,x=Toplam tepkime sayısı/ cm3siii mXNParçacık sayısı/cm3
İç Yapı Modelleri 24 rdrdMr 2rGMdrdPrr 24 rdrdLr 23163rLTacdrdTr(1)(2)(3)(4) PdrTdPdrdT)1( (5) HmkTPTPkmH (7)ZYX 5.04321 (8) TXX210 (9)5.3TBbs (10)Bağlı serbest geçişler için
Enerjinin ışınımla taşınması durumunda denklemlerinalacağı yeni biçimler:2rGMdrdPrrTPkmH 2rMTPkGmHdrdPr (11) 24 rdrdMr 24rTPkmdrdMH (12)23163rLTacdrdTr5.3TBbs ,25.8222163rLTPkmBacdrdTrH (13) 24 rdrdLr 22210222 )(4 PTXXkmrdrdLH (14) TXX210
yüzeyden itibaren integrasyon(11) i (13) e bölersek:2rMTPkGmdrdPrH25.8222163rLTPkmacdrdTrH PTLMmacGkdTdPrrH5.7316A(22)(11)(13)5.825.82TAP (23) TsTPsPdTTAPdP 5.7r=RPs=0Ts=05.8225.4TAP (24)
5.8225.4TAP Bu denklemi 13 te kullanırsak A lar sadeleşir ve:25.8222163rLTPkmacdrdTrH (13)225.4 rMkGmdrdTH (25) drrMkGmdT H 225.4RrMkGmT H1125.4 (26)
Bu formüller yardımıyla r’ye ardarda değerler verilerek T değerleri hesaplanabilir. Bulunan T değerleri (24) denkleminde kullanılarak P değerleri hesaplanabilir. Böylece yüzeyden merkeze doğru integral alarak, T ve P yi elde ettik. Bunların bir fonksiyonu olarak yoğunluk elde edilir.Bu yaklaşımı Mr=M ve Lr=L için yaptık.