Nükleer Fizik

"Nükleer” ve “radyoaktif” kavramları toplumda korku ifade etse de, bu korku 100 yıl önceki “elektrik” kavramına duyulan korkuya benzer. Gerekli tedbirler alındığında nükleer enerji, hem güvenli hem de günümüzde yaygın olarak kullanılan fosil bazlı bir çok enerji kaynağından daha çevreci, ekonomik ve verimlidir.

Nükleer enerjinin kaynağı atomun içinde gizlidir. Nükleer fizik atom çekirdeğini inceler.

Atom çekirdeği ile ilgili bilgiler ilk olarak 1895 yılında keşfedilen X ışınları ve radyoaktivite ile başlar. Alman fizikçi Wilhelm Roentgen, havası boşaltılmış tüplerle yaptığı çalışmalar sırasında keşfettiği ışınlara "bilinmeyen ışınlar" anlamında X-ışınları adını vermiştir. X ışınlarına röntgen ışınları da denir.

X ışınları maddelerin atomik yapısının açıklanmasında önemli bir yere sahiptir.

X - Işınları

X ışınları, dalga boyları yaklaşık 10^-8 m - 10^-13 m arasında olan yüksek frekanslı ve yüksek enerjili elektromanyetik dalgalardır.

X ışınları katı maddelerin içinden geçebilir, havayı iyonize edebilir, camda kırılmaya uğramaz ve manyetik alanda sapmaz. X ışınları genellikle atomların en içteki yörüngelerinde bulunan elektronların uyarılması ile elde edilir.

X ışınları yüksek enerjili olduğundan soğurulmaya ve saçılmaya uğramadan birçok atom katmanından geçebilir. Bunun en güzel örneği insan vücudunun röntgen filminin çekilebilmesidir. Herhangi bir bölgenin röntgeni çekilirken X ışınları yumuşak deri ve kas katmanlarından kolaylıkla geçerek kemiklerin görüntüsünü film üzerine düşürür.

X-Işınlarının Elde Edilmesi

Metal bir levha, yüksek enerjili elektronlar ya da yüksek enerjili yüklü, farklı parçacıklar tarafından bombardıman edildiğinde X-ışınları yayımlanır.

X-Işınlarının Şiddet - Dalga Boyu Grafiği

X-ışını tüpünde yüksek enerjili elektronların bombardımanı ile oluşan X-ışınlarının şiddet - dalga boyu grafiği genellikle şekildeki gibi olur. Grafik geniş ve sürekli bir grafik çizgisi ile keskin çıkışlar oluşturan dikine çizgilerden oluşur.

X - Işını Tüpü

X-ışınlarının en yaygın elde edilme şekli, melal bir plakanın yüksek enerjili elektronlarla bombardıman edilmesidir. Bu işlem X-ışını tüpü adı verilen, resimdeki gibi havası boşaltılmış bir tüp içine yüksek voltaj uygulanarak yapılır.

X-ışını tüpünde iki farklı şekilde ışıma oluşabilir.

X-ışınlarının şiddet - dalga boyu grafiğinde iki farklı karakterde oluşan çizgiler, iki farklı şekilde oluşan X-ışınlarını gösterir. Bunlar;

Sürekli spektrum X-ışınları
Karakteristik X-ışınları

şeklinde adlandırılır.

Sürekli Spektrum X-Işınlarının Oluşması

X-ışını tüpünde ışıma iki farklı fiziksel olay sonucu oluşur. Bunlardan biri ile sürekli spektrum X-ışınları elde edilir. Bu tür X-ışınları yüksek enerjili elektronların hedef metale çarparak aniden yüksek ivme ile yavaşlaması sonucu oluşur. Daha önce öğrendiğimiz gibi, ivmeli hareket yapan yükler elektromanyetik ışıma yapar.

Sürekli spektrum X-ışınları elde edilirken, X-ışını tüpünde ısıtılan filament, katot olarak kullanılır. Katottan serbest kalan elektronlar şiddetli elektriksel alanın etkisi ile anot olarak kullanılan hedef metal plakaya doğru hızlanırlar. Yüksek hızlarından dolayı yüksek enerjili olan bu elektronlar metale çarptıklarında yüksek ivme ile yavaşlarlar. Elektronların yavaşlarken yaptıkları ivmeli hareket sonucu yayılan elektromanyetik dalgalar X-ışınlarıdır.

Bu şekilde oluşan X-ışınları grafikte geniş ve sürekli bir çizgi oluşturur.

Back to Contents