İçeriğe geç
OptikOptik.
KPSS · Fizik Öğretmenliği

Nükleer Fizik Soru Çözümü

Nükleer Fizik, KPSS Fizik Öğretmenliği hazırlığında karşına çıkan konulardan biri. Aşağıda bu konudan seçilmiş çözümlü örnek sorular ve adım adım açıklamalar var. Tamamını çözdükten sonra Optik uygulamasında bu konudan daha fazla soruyu yapay zekâ destekli çözümlerle çalışabilirsin.

Soru 1

İki helyum-3 ($^3_2He$) çekirdeğinin füzyonu sonucu helyum-4 ($^4_2He$) ve iki proton ($^1_1H$) oluşmaktadır. Reaksiyon: $^3_2He + ^3_2He \rightarrow ^4_2He + 2^1_1H$. Verilen kütlelere göre bu reaksiyonda açığa çıkan enerji yaklaşık kaç MeV'dir?

Kütleler: $^3_2He$ = 3.016029 u, $^4_2He$ = 4.002603 u, $^1_1H$ = 1.007825 u. (1 u = 931.5 MeV/c²)

  1. A

    10.5 MeV

  2. 12.9 MeV

    Doğru cevap
  3. C

    15.3 MeV

  4. D

    18.7 MeV

  5. E

    21.2 MeV

Çözüm

Kütle defekti hesaplaması:

Başlangıç kütlesi: $m_i = 2 \times m(^3_2He) = 2 \times 3.016029 \, \text{u} = 6.032058 \, \text{u}$

Son kütle: $m_f = m(^4_2He) + 2 \times m(^1_1H) = 4.002603 \, \text{u} + 2 \times 1.007825 \, \text{u} = 4.002603 \, \text{u} + 2.01565 \, \text{u} = 6.018253 \, \text{u}$

$\Delta m = m_i - m_f = 6.032058 \, \text{u} - 6.018253 \, \text{u} = 0.013805 \, \text{u}$

$E = \Delta m c^2 = 0.013805 \, \text{u} \times 931.5 \, \text{MeV/c}^2 = 12.86 \, \text{MeV} \approx 12.9 \, \text{MeV}$

Doğru cevap B) 12.9 MeV'dir.

Soru 2

N-Z grafiğinde kararlı çekirdeklerin oluşturduğu kuşak ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. A

    Küçük kütle numaralı çekirdeklerde nötron/proton oranı ($N/Z$) 1'den büyüktür.

  2. B

    Tüm kararlı çekirdeklerde nötron sayısı proton sayısına eşittir ($N=Z$).

  3. Ağır çekirdeklerde kararlılık için $N/Z$ oranı 1.5'e yaklaşır.

    Doğru cevap
  4. D

    Kararlılık kuşağı lineer (doğrusal) bir şekildedir.

  5. E

    Kararsız çekirdekler her zaman kararlı kuşağın üzerinde yer alır.

Çözüm

Kararlı çekirdeklerin N-Z grafiğinde oluşturduğu kuşak, kararlı izotoplar çizgisi olarak bilinir. Hafif çekirdeklerde (küçük $Z$) nötron/proton oranı yaklaşık 1'dir ($N \approx Z$). Ağır çekirdeklerde ise Coulomb itmesini dengelemek için daha fazla nötrona ihtiyaç duyulur, bu nedenle $N/Z$ oranı artar ve yaklaşık 1.5'e ulaşır (örneğin $^{208}\text{Pb}$'da $N/Z \approx 1.54$). Diğer seçenekler yanlıştır: Küçük çekirdeklerde $N/Z \approx 1$, tüm kararlı çekirdekler $N=Z$ değildir, kararlılık kuşağı eğrilidir, ve kararsız çekirdekler kuşağın üstünde (nötron fazlalığı) veya altında (proton fazlalığı) olabilir.

Soru 3

$^{238}_{92}U$ izotopu bir dizi radyoaktif bozunma sonucu $^{206}_{82}Pb$ izotopuna dönüşmektedir. Bu süreçte meydana gelen $\alpha$ ve $\beta^-$ bozunmalarının sayıları sırasıyla kaçtır?

  1. A

    8 $\alpha$, 4 $\beta^-$

  2. B

    6 $\alpha$, 8 $\beta^-$

  3. 8 $\alpha$, 6 $\beta^-$

    Doğru cevap
  4. D

    7 $\alpha$, 5 $\beta^-$

  5. E

    9 $\alpha$, 7 $\beta^-$

Çözüm

$\alpha$ bozunmada kütle numarası $A$ 4, atom numarası $Z$ 2 azalır. $\beta^-$ bozunmada $A$ değişmez, $Z$ 1 artar. Başlangıç: $A_i=238$, $Z_i=92$; Bitiş: $A_f=206$, $Z_f=82$. Kütle numarası değişimi: $\Delta A = 238 - 206 = 32$. Her $\alpha$ bozunma $A$'yı 4 azalttığı için $\alpha$ sayısı $n_\alpha = \frac{32}{4} = 8$. Atom numarası değişimi: $\Delta Z = 92 - 82 = 10$. $n_\alpha$ adet $\alpha$ bozunma $Z$'yi $2n_\alpha = 16$ azaltır, ama toplamda 10 azalma var. Bu fark $\beta^-$ bozunmalarla dengelenir: $Z$'deki net değişim $ -2n_\alpha + n_\beta = -10$. Yerine koyarsak: $-16 + n_\beta = -10 \Rightarrow n_\beta = 6$. Dolayısıyla 8 $\alpha$ ve 6 $\beta^-$ bozunma gerçekleşir.

Nükleer Fizik konusunu uygulamada çöz

Optik'te KPSS Fizik Öğretmenliği dersinde nükleer fizik konusundan daha fazla soru, anlık AI çözümleri ve konu tekrarı seni bekliyor.

Ücretsiz başlaApp StoreGoogle Play

Fizik Öğretmenliği — diğer konular

Tümünü gör