88. A magfúzió
88. A magfúzió
Fizika középszintű érettségi feladatok
Magfizika
https://kemfiz.hu/fizika_kozep_magfizika.html
Tesztek
7, 19, 20, 24, 44, 64, 86, 98
7. Milyen fizikai folyamatban szabadul fel a csillagok által kisugárzott energia?
Válasz: C) Magfúzió.
Indoklás:
A csillagok (így a Nap is) belsejében uralkodó rendkívül magas hőmérsékleten és nyomáson könnyű atommagok (pl. hidrogénizotópok) egyesülnek nehezebb magokká (héliummá). Ez a magfúziós (magösszeolvadási) folyamat hatalmas energiát szabadít fel.
19. A deutérium- és a trícium-mag reakciójának egyenlete a következő:
Válassza ki az alábbiak közül az igaz állításokat* !
Válasz:
A) A reakcióegyenletben található XA Z jel neutront jelöl.
C) A héliummagot másképpen α-részecskének nevezik.
Indoklás:
A trícium a hidrogén egyik radioaktív izotópja, amelynek a tömegszáma 3, a rendszáma pedig 1. Ez azt jelenti, hogy a magjában 1 proton és 3 - 1 = 2 neutron található, nem pedig 1 neutron. A b) állítás tehát hamis.
20. Milyen folyamat a meghatározó a Nap energiatermelése szempontjából?
Válasz: B) Magfúzió.
Indoklás:
A Napban zajló alapvető energiatermelő folyamat a proton-proton ciklus, amely a hidrogénmagok héliummá történő magfúzióján alapul, biztosítva a csillag évmilliárdokon át tartó sugárzását.
24. A Nap
energiát sugároz ki naponta. Változik-e ezzel összefüggésben csillagunk tömege?
Válasz: C) Igen, a tömege csökken, mert a kisugárzott energiával – a tömeg-energia ekvivalencia törvényének megfelelően – tömeg is távozik.
Indoklás:
Albert Einstein híres összefüggése
(alapján az energia és a tömeg ekvivalensek. Mivel a Nap folyamatosan energiát sugároz ki a térbe, ezzel párhuzamosan hatalmas tömeget (másodpercenként több millió tonnát) veszít.
44. Melyik magyar tudós neve kapcsolódik szorosan a hidrogénbomba fejlesztéséhez?
Válasz: B) Teller Ede.
Indoklás:
Teller Ede magyar származású amerikai fizikus játszotta a legfőbb, kulcsfontosságú szerepet a termonukleáris fegyver (a hidrogénbomba) kifejlesztésében az Amerikai Egyesült Államokban a XX. század közepén.
64. Magfúzió során két deutérium mag egyesül
izotóppá. Milyen részecske keletkezik még a reakcióban?
Válasz: A) Egy neutron.
Indoklás:
A nukleonszámoknak és a töltésszámoknak meg kell egyezniük a reakcióegyenlet két oldalán. Két deutérium-magban összesen négy nukleon (kettő szorozva kettővel) található. Ha az egyesülés során egy hélium-3-mag (három nukleon) keletkezik, akkor a mérleg betöltéséhez pontosan egy darab szabad neutronnak kell felszabadulnia (négy egyenlő három plusz egy).
86. A csillagok belsejében magfúzió zajlik. Erre a jelenségre vonatkoznak az alábbi állítások. Melyik a helyes állítás?
Válasz: A) Az atommagfúzió csak nagyon magas hőmérsékleten megy végbe, amely a csillagok belsejében adott.
Indoklás:
A fúzióhoz a pozitív töltésű atommagoknak rendkívül nagy mozgási energiára (azaz óriási hőmérsékletre) van szükségük ahhoz, hogy legyőzzék az elektromos taszítóerőt (Coulomb-gátat), és elég közel kerüljenek egymáshoz a magerők hatálybalépéséhez.
98. A mellékelt ábra egy magfúziós folyamatot ábrázol, feltüntetve a felszabaduló energiákat is. Honnan származik a felszabaduló energia?
Válasz: C) A felszabaduló energia elsősorban a kötési energiák megváltozásából fakad.
Indoklás:
A magfúzió során a könnyű atommagok egyesülésekor olyan mag jön létre, amelynek egy nukleonra jutó kötési energiája nagyobb, mint a kiindulási magoké. Ez a kötési
