85. A maghasadás és a láncreakció
85. A maghasadás és a láncreakció
Középszintű fizika érettségi feladatok
https://kemfiz.hu/fizika_kozep_magfizika.html
Magfizika
Tesztek
16, 20, 23, 24, 29, 36, 43, 57, 67, 73, 78, 80, 91, 95, 97, 108, 123
16. Mi szükséges a ²³⁵U uránizotóp maghasadásának előidézéséhez?
C – 235U-t lassú neutronokkal kell bombázni.
Indoklás: A lassú neutron nagyobb valószínűséggel nyelődik el a magban, így instabillá válik és bekövetkezik a maghasadás.
20. Melyik folyamat határozza meg a Nap energiatermelését?
B – Magfúzió.
Indoklás: A Nap belsejében könnyű atommagok egyesülnek (hidrogén → hélium), és ez a fúzió hatalmas energiát szabadít fel.
23. Melyik környezeti probléma a legsúlyosabb az atomerőművek működésével kapcsolatban?
A – Az elhasznált uránrudak erős radioaktivitása.
Indoklás: A hasadványtermékek hosszú felezési idejű, veszélyes izotópok, amelyek tárolása és kezelése jelenti a legnagyobb kockázatot.
24. A Nap naponta kisugárzott energiája miatt változik-e a tömege?
C – A Nap tömege csökken.
Indoklás: A kisugárzott energia az E=mc2 szerint tömegnek felel meg, ezért a Nap tömege folyamatosan fogy.
29. Melyik folyamatban nem történik magfúzió?
B – Atombomba robbanásakor.
Indoklás: Az atombomba maghasadáson alapul; fúzió csak hidrogénbombában és a Napban zajlik.
36. Ki ismerte fel a láncreakció lehetőségét?
B – Szilárd Leó.
Indoklás: Szilárd Leó 1933-ban felismerte, hogy neutronokkal önfenntartó láncreakció indítható be — ez az atomreaktorok alapelve.
43. Hogyan alakítja át az atomerőmű a magenergiát elektromos energiává?
B – A gőz forgatja a turbinát, mint egy hőerőműben.
Indoklás: A maghasadás hőt termel, ez vizet melegít, a gőz pedig turbinát hajt meg → generátor → elektromos energia.
57. Miért van nagy nyomáson a paksi atomerőmű reaktorában lévő víz?
B – Hogy 100 °C fölött se forrjon fel.
Indoklás: A primer kör vizét nagy nyomáson tartják, így nem forr fel, még magas hőmérsékleten sem — ez szükséges a stabil hűtéshez.
67. 400 MW és 300 MW teljesítmény esetén melyikben nagyobb a sokszorozási tényező?
C – Mindkét esetben ugyanakkora.
Indoklás: A sokszorozási tényező (k) azt mutatja, hogy a láncreakció önfenntartó-e. Ha a reaktor stabilan működik, k = 1, függetlenül a teljesítménytől.
73. Mi a szabályozórudak szerepe a reaktortérben?
C – Elnyelik a neutronokat.
Indoklás: A szabályozórudak (pl. bór, kadmium) neutronelnyelő anyagból készülnek, így lassítják vagy leállítják a láncreakciót.
78. Miért kell hűteni a kiégett fűtőelemeket?
B – Mert a hasadási termékek radioaktívak és hőt termelnek.
Indoklás: A bomló hasadványatommagok még hónapokig, évekig jelentős hőt termelnek → hűtés nélkül túlmelegednének.
80. Miért tartanak nagy víznyomást a nyomottvizes reaktor primer körében?
A – Hogy megnöveljék a víz forráspontját.
Indoklás: Nagy nyomáson a víz 100 °C fölött sem forr fel, így stabilan elvezeti a hőt a reaktorból.
91. Mit jelent a sokszorozási tényező?
B – Megadja, hogy egy hasadásból keletkező neutron hány újabb hasadást okoz.
Indoklás: Ha k = 1 → stabil működés; ha k > 1 → teljesítménynövekedés; ha k < 1 → a láncreakció leáll.
95. Mit jelent a termikus neutron?
C – A neutronokat lelassítják a hőmozgás sebességére.
Indoklás: A lassú (termikus) neutronokat az uránmag sokkal könnyebben elnyeli → hatékonyabb maghasadás.
97. Mi történik a sokszorozási tényezővel, ha a primerköri víz felforr és eltávozik?
C – Csökken a sokszorozási tényező.
Indoklás: A víz moderátor: lassítja a neutronokat. Ha eltűnik, kevesebb lassú neutron marad → kevesebb hasadás → k csökken.
108. Hogyan befolyásolja a sokszorozási tényező 1 fölé emelése a radioaktív anyagok felezési idejét?
C – Nem változik.
Indoklás: A felezési idő az atommag belső tulajdonsága, nem függ a reaktor teljesítményétől vagy a láncreakció intenzitásától.
C – A maghasadás.
Indoklás: A láncreakció akkor jön létre, amikor egy urán‑ vagy plutónium‑atommag hasadása során keletkező neutronok újabb atommagokat hasítanak el, és ezek a hasadások további neutronokat hoznak létre. Ha minden hasadás átlagosan legalább egy újabb hasadást indít el, a folyamat önfenntartóvá válik → ez a láncreakció.
A magfúzió és a radioaktivitás nem képes ilyen önfenntartó neutrontermelést biztosítani reaktorkörülmények között, ezért a láncreakció alapja kizárólag a maghasadás.