Luonnon pienet rakenteet ja ydinfysiikka

1. Keskeiset käsitteet

Valitse jokaiseen kohtaan paras vaihtoehto. Tehtävät käsittelevät luonnon rakenteita, perusvuorovaikutuksia, säteilyä sekä ydinfysiikan perusteita.

Isotooppimerkintä

Päättele merkinnästä protonien, neutronien ja elektronien määrät. Massaluku A kertoo protonien ja neutronien yhteismäärän, järjestysluku Z protonien määrän.

Merkintä	protonit	neutronit	elektronit

Alfa-, beeta- ja gammasäteily

Täydennä ydinreaktiot. Huomaa, miten massaluku ja järjestysluku säilyvät reaktion eri puolilla.

Säteily ja sen käyttökohteet

Yhdistä jokainen käyttökohde siihen säteilylajiin, jota siinä hyödynnetään. Mukana on sekä hiukkassäteilyä että sähkömagneettista säteilyä.

Gammasäteilyn ominaisuudet

Valitse kaikki gammasäteilyä oikein kuvaavat väitteet.

Se on sähkömagneettista säteilyä. Se koostuu heliumytimistä. Sen läpäisykyky on suuri. Gammasäteilyssä ytimen järjestysluku pienenee aina yhdellä. Se voi ionisoida ainetta.

Miten säteily läpäisee ainetta?

Valitse säteilylaji. Animaatio näyttää, kuinka pitkälle säteily etenee paperin, alumiinin ja lyijyn läpi.

Valitse säteilylaji ja seuraa havaintoa.

1. Mikä säteily pysähtyy jo paperiin?

2. Mikä läpäisee paperin mutta pysähtyy tavallisesti ohueen alumiinilevyyn?

3. Minkä säteilyn vaimentamiseen tarvitaan paksua, tiheää materiaalia?

4. Aktiivisuus ja puoliintumisaika

Lue kuvaajia huolellisesti. Aktiivisuus ilmoitetaan becquereleina (Bq): 1 Bq tarkoittaa yhtä hajoamista sekunnissa.

Sovella: radioaktiivisen jätteen loppusijoitus

Radioaktiivista jätettä eristetään ympäristöstä hyvin pitkäksi aikaa. Mikä perustelu yhdistää kaksi olennaista fysikaalista syytä?

Jäte on kuumaa ja sen massa kasvaa ajan kuluessa. Ionisoiva säteily voi vahingoittaa eliöitä, ja joidenkin radioaktiivisten aineiden puoliintumisaika on hyvin pitkä. Radioaktiivisuus voimistuu ajan kuluessa ja aine alkaa tuottaa lisää protoneja. Gammasäteily muuttaa jätteen vähitellen vaarattomaksi sähkömagneettiseksi säteilyksi.

Fissio ja fuusio

Valitse paras vaihtoehto. Mukana on myös ydinreaktioiden tulkintaa ja täydentämistä.

Hallitsematon fissioketjureaktio

Tutki ketjureaktion etenemistä. Yhdistä sen jälkeen ydinfysiikan käsitteet ja sotahistorian tapahtumat oikeisiin selityksiin.

Mustavalkoinen kuvitus fissioketjureaktiosta ja ydinkokeesta

Miksi ydinreaktiossa vapautuu paljon energiaa?

E = mc²

Ydinreaktiossa tuotteiden kokonaismassa voi olla hieman pienempi kuin lähtöaineiden massa. Massan vähenemistä vastaava energia vapautuu Einsteinin yhtälön mukaisesti. Koska valonnopeus c on erittäin suuri, jo pieni massan muutos vastaa suurta energiamäärää.

Yhdistä käsite ja selitys

Valitse jokaiselle käsitteelle sitä vastaava selitys.