Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Bu maddedeki bilgilerin için ek kaynaklar gerekli. (Şubat 2014) () |
Nükleer fizik veya çekirdek fiziği, atom çekirdeklerinin etkileşimlerini ve parçalarını inceleyen bir fizik alanıdır. Nükleer enerji üretimi ve nükleer silah teknolojisi nükleer fiziğin en çok bilinen uygulamalarıdır fakat nükleer tıp, manyetik rezonans görüntüleme, malzeme mühendisliğinde iyon implantasyonu, jeoloji ve arkeolojide radyo karbon tarihleme gibi birçok araştırma da nükleer fiziğin uygulama alanıdır.
| Nükleer fizik | ||||||||||||||
 | ||||||||||||||
| Radyoaktivite Fisyon Füzyon
| ||||||||||||||
Tarihi
Atom fiziğinden farklı bir disiplin olan nükleer fiziğin tarihçesi 1896’da Henri Becquerel’in uranyum tuzlarının fosforesans olayını araştırırken radyoaktiviteyi keşfetmesiyle başlar. Bir yıl sonra J.J. Thomson tarafından elektronun keşfedilmesiyle atomun bir iç yapıya sahip olduğu ortaya çıktı. 20. yüzyılın başlarında ise kabul edilen atom modeli J.J. Thomson’un üzümlü kek modeli oldu. Buna göre büyük pozitif yüklü parçacıklar, küçük negatif yüklü parçacıklarla atomun içine gömülüdür. 20. yüzyılda fizikçiler aynı zamanda atomdan yayılan alfa, beta ve gama ışınlarını keşfetti. 1911 yılında Otto Hahn ve James Chadwick tarafından yapılan deneyler sonucunda 1914’te beta ışını bozunma spektrumun ayrılmasına göre daha devamlı olduğu keşfedildi. Diğer bir deyişle, alfa ve gama bozunmalarına göre beta ışınında daha çok enerji gözlemlenmiştir. Fakat nükleer fizikçiler için bu bir problem olmuştur, bu bozunmalar sonuncunda enerjinin korunmadığı anlaşıldı.
1915 yılında Albert Einstein kütle-enerji eşdeğerliği fikrini formüle etti. Madam Curie ve Becquerel’in radyoaktivite üzerine çalışmaları bundan daha eski olmasına rağmen radyoaktif enerji kaynağıyla ilgili açıklama çekirdeğin küçük bileşenlerden -nükleonlardan- oluştuğunun anlaşılmasına kadar beklemek zorundaydı.
Rutherford'un takımının çekirdeği keşfetmesi
1907'da Ernest Rutherford “Radyumdan Gelen Alfa Parçacıklarının Radyasyonunun Maddeden Geçmesi” makalesini yayımladı.Hans Geiger de bu çalışmayı Royal Society ile iletişim içinde genişletti ve alfa taneciklerinin ince metal yapraklardan saçılmasını inceledi. 1909 yılında Geiger ve tarafından yayımlanmış, daha ileri düzeyde genişletilmiş bir çalışma 1910 yılında Geiger tarafından yayımlanmıştır. 1911-1912 yıllarında Rutherford önce Royal Society’e deneylerini açıklamak için gitti ve daha sonra atom çekirdeği teorisini ortaya attı.
Bunun ardındaki anahtar deneyi, 1910 yılında Rutherford gözetimi altında Geiger ve Marsden’ın ince altın folyo filminden alfa parçacıklarını ateşleyip yaptıkları deneyle gerçekleştirdiler. Üzümlü kek atom modeline göre folyodan çıkan alfa parçacıkları folyoyu hafifçe bükmesi gerekiyordu. Rutherford takımını bilgilendirmek için birçok deney yaptı, bu deneylerde alfa paracıklarının genel anlamda küçük açılarla saptığını ama bazılarının büyük açılarla saptığını hatta bazılarının geri döndüğünü gözlemledi. 1911 yılında Rutherford’un analiziyle başlayan bu keşif sonucunda atomun kütlesinin çoğunu içeren yoğun bir kütleye sahip olduğu, pozitif parçacıklar içinde dengeli olarak elektronların gömülü olduğu Rutherford atom modelini buldu. Bu modele göre örneğin Nitrojen-14 14 proton 7 elektron içeriyor (21 parçacık) ve çekirdeğin çevresinde 7 den fazla elektron yörüngesi vardır.
Bu model 1929 yılında Franco Rasetti’nin atom dönüşü çalışmasına kadar geçerliliğini sürdürdü. 1925 yılında proton ve elektronların ½ oranında spine sahip olduğu ve Rutherford modeli biliniyordu. Fakat Rasetti Nitrojenin 1 spin olduğunu keşfetti.
James Chadwick'in nötronu keşfetmesi
1932 yılında Walther Bothe, , Irene and Frederic Joliot-Curie gözlemlediği nötronların varlığı Chadwick tarafından keşfedilmiştir. Aynı yıl nötronların ½ spinde olduğunu keşfetmiştir ve çekirdeğin nötron ve protondan oluştuğunu elektron bulunmadığını söylemiştir. Böylece nötron spinler Nitrojen-14 problemini çözdü çünkü buna göre 1 tane eşlenmemiş proton ve bir tane eşlenmemiş nötron vardır her biri aynı yönde ½ spinine katkıda bulunur sonuç olarak 1 spin olur. Nötronun keşfiyle, bilim adamları bağlanma enerjisinin sürtünmesini her atom çekirdeği için nükleer kütle içindeki her proton ve nötronu karşılaştırarak hesaplayabildiler. Nükleer kütleler arasındaki fark da bu yolla bulunmuştur ve Einstein’ın kütle-enerji hesaplamalarıyla da desteklenmiştir.
Proca'nın masif bozon alanı denklemleri
, vektör boson alanı denklemlerini ve nükleer kuvvetlerin mesonıc alan teorisini geliştiren ve rapor eden ilk kişi olmuştur. Proca’nın denklemleri Wolfgang Pauli’nin nobel konuşmasında bu denklemlerden bahsetmesiyle bilindi. Aynı zamanda bu denklemler atom çekirdeği teorisini geliştirdiği için Yukawa, Wentzel, Taketani, Sakata, Kemmer, Heitler ve Fröhlich tarafından takdir edilmesiyle bilinir.
Atom çekirdeğini bağlamak için varsayılan Yukawa'nın Meson'u
1935 yılında Yukawa’nın ilk önemli kuramı olan güçlü kuvvetler kuramında çekirdeğin nasıl bir arada tutulduğunu fikrini öne sürmüştür. Daha sonra meso olarak anılacak olan Yukawa’nın sanal parçacıklarının etkileşimi tüm nükleonlar arasındaki kuvvete aracı olmuştur. Bu kuvvetler çekirdeğin proton itmesi altında neden parçalandığı ve aynı zamanda etkili ve güçlü kuvvetlerin protonlar arasındaki elektromanyetik itmelere göre neden daha sınırlı aralığı olduğuna açıklama getirdi. Daha sonra pi mesonunu keşfi ile Yukawa parçacıkların özelliklerini kanıtladı.
Yukawa’nın kâğıtları ile modern atom modeli tamamlandı. Atomun merkezi çok büyük olmayan sıkı bir top içerisinde nükleer kuvvet tarafından bir arada tutulan nötron ve protonlardan oluşur. Kararsız çekirdekler, enerjik bir helyum çekirdeği ya da beta bozunmasına uğrayabilirler. Bu bozunmalardan sonra çıkan çekirdek uyarılmış halde olabilir ve bu durumda yüksek enerjili fotonlar salarak taban durumuna düşer.
Güçlü ve zayıf nükleer kuvvet çalışması çarpışmasına daha yüksek enerjideki elektron ve çekirdeğin çarpışmasına yol açmıştır. Bu araştırmalar parçacık fiziğinin standart modeli olan güçlü ve zayıf elektro manyetik kuvvetleri açıklayan bir bilim haline geldi.
Modern nükleer fizik
Ana makaleler: sıvı damla modeli ve çekirdek kabuğu modeli ağır çekirdekler kısmi yüzey gerilimine ve kısmi protonun elektriksel itilmesinden kaynaklanan bir enerjiye sahiptir.
Sıvı damla modelinde kütle numarasına göre genel bağlanma enerjisi eğiliminin yanı sıra nükleer fisyon fenomeni içeren çekirdeklerin birçok özelliğini çıkarmak mümkündür. Fakat bu klasik resim üzerine büyük ölçüsü Maria Goeppert-Mayer tarafından gerçekleştirilen ve nükleer kabuk kullanımı olarak tanımlanan kuantum mekaniğinin de etkisi vardır. Çekirdekte proton ve nötronlar belirli numaralara göre (bunlar 2.8.20.28) dizilmiştir çünkü onların kabukları doludur.
Çekirdek için diğer karmaşık modellerde öne sürülmüştür. Örneğin; etkileşen bozon modeli, bu modele göre nötron ve proton çiftleri bozonlar gibi etkileşimdedir. Bu Cooper elektron çiftlerine benzer.
Mevcut fizik araştırmalarının çoğu yüksek spin uyarma enerjisi gibi uç koşullarla da ilgilidir. Çekirdekler aynı zamanda farklı şekillere, farklı nötron ve proton oranlarına sahip olabilirler. Uzmanlar, hızlandırıcıdan çıkan iyon ışınlarını kullanarak, yapay füzyon ya da nükleon transfer reaksiyonları oluşturabilir. Daha yüksek enerjiler ile yüksek sıcaklıkta çekirdek oluşturmak için kullanılabilir.
Nükleer bozunum
Seksen elementin bozunmada gözlenmeyen en az bir kararlı izotopu vardır 254 izotop içerisinde. Fakat bununla birlikte binlerce izotopun kararsız olduğu karakterize edilmiştir. Bu radyo izotoplar haftalarca, yıllarca, milyonlarca ve hatta trilyonlarca yıl gibi değişen zaman ölçeklerinde bozunabilirler.
Çekirdeğin kararlılığı içindeki nötron ve proton oranı ya da dengeli düştüğü zaman en yükseğe ulaşır, çok az ya da çok fazla nötron bozunmaya neden olabilir. Örneğin beta bozunmasıyla nitrojen atomu (7 proton, 9 nötron) oksijen atomu (8 proton, 8 nötron) birkaç saniye içerisinde dönüşür. Bu element başka bir elemente yeni protonlar elde ettikçe dönüşür. Radyoaktif elementlerdeki alfa bozunmalar, helyum yayarak ya da başka verilen bir elementte bozunur. Bu işlem bozunmanın diğer türlerinde de sabit bir element oluşana kadar birkaç adım boyunca devam eder.
Gama bozunmasında, çekirdek uyarılmış bir durumdan daha düşük enerji haline gama ışını yayarak bozunur. Bu süre boyunca bu element başka bir elemente dönüşmez.
Diğer farklı bozunmalarda mümkündür (ana yazıya bakınız ). Örneğin iç dönüşüm bozunmasında, uyarışmış bir çekirdek elektronları yüksek hızlı üreten bir işlemde atomun içyapısındaki orbitali çıkarmak için kullanılabilir, ancak bu beta bozunması değildir ve başka bir elemente dönüşmez.
Nükleer füzyon
Nükleer füzyonda iki düşük kütleli çekirdek birbirine çok yakın temas eder böylece güçlü kuvvet onları kaynaştırır. Çekirdekler arasındaki bu itmenin üstesinden gelebilmek için yüksek bir enerji gerekir, böylece nükleer füzyon sadece yüksek sıcaklıkta ve yüksek basınçta gerçekleşir. Bir kez bu işlem başarıya ulaşınca çok büyük miktarda enerji ortaya çıkar ve birleşik çekirdekler daha düşük enerji düzeyine gelir. Nükleon üzerindeki bağlanma enerjisi, kütle numarası 62 olan nikele kadar, kütleyle orantılı olarak artar. Güneş gibi yıldızlar, bir helyum çekirdeği iki pozitron ve iki nötrona içine dört proton füzyonu ile güçlendiriliyor. Helyumun içindeki hidrojenin bu kontrolsüz füzyonu termonükleer kaçak olarak bilinir. Örneğin, mevcut araştırmanın öncüsü olan, JET ve ITER kontrollü füzyon reaksiyonlarından ekonomik açıdan enerji kullanım yöntemi geliştirmişlerdir. Güneşinde içinde olduğu tüm yıldızlar çekirdek tarafından üretilen doğal ışık ve enerji kaynağıdır.
Nükleer fisyon
Nükleer fisyon, nükleer füzyonun ters işlemidir. Nikel-62’den daha ağır çekirdekler için, nükleonun bağlanma enerjisi kütle numarası ile azalır. Bu yüzden ağır bir çekirdek iki hafif çekirdeğe parçalanırsa enerjinin serbest kalması mümkün olur.
Alfa bozunumu kendiliğinden gerçekleşen bir fisyondur. Bu işlem yüksek derecede asimetrik fisyon üretir çünkü alfa parçacıkları birbirine sıkı bir şekilde bağlı yapan dört parçacık büyük olasılıkla fisyon çekirdeğinin üretimini yapıyor, fisyon üzerinden nötron üreten ve fisyonu başlatmak için nötronları soğuran ağır çekirdekler kendi kendine nötron ateşleme tipi olarak adlandırılan reaksiyonu elde edebilirler. Bu zincir reaksiyonları fizikten önce kimyada biliniyordu aynı zamanda yanma ve kimyasal patlama gibi birçok tanıdık olay kimyasal zincir reaksiyonudur. Fisyon veya nükleer zincir reaksiyonları nükleer santrallerin ve nükleer fisyon tipi bombaların enerji kaynağıdır, 2. Dünya Savaşı sonunda Amerikan’ın Hiroşima ve Nagasaki’ye attığı bombalar bu tiptir. Aynı zamanda Uranyum ve Toryum gibi ağır çekirdeklerde kendiliğinden fisyon olabilir, ama onların alfa bozunması geçirmeleri daha muhtemeldir.
Başlatılan nötron zincir reaksiyonun oluşması için, belirli koşullar altında, belli bir alan içinde mevcut elementin önemli düzeyde bir kütleye sahip olması gerekiyor. Bu koşullarda küçük kritik kütleler için yayılan nötronların korunmasını ve onların yavaşlamasını ve moderasyonunu gerektirir bu yüzden daha büyük bir kesit veya muhtemelen başka bir fisyon başlatılamasın vardır diyebiliriz. 1,5 milyar yıl önce, Oklo, Gabon, Afrikanın iki bölgesinde doğal nükleer fisyon reaktörleri aktifti. Doğal nötrona emisyon ölçümlerine göre Dünyanın çekirdeğinden kaynaklanan ısı radyoaktif bozumların iki katıdır. Bununla birlikte herhangi fisyon reaksiyon sonucu bilinmemektedir.
Ağır elementlerin üretimi
Kurama göre büyük bir patlamadan sonra evren soğumuş ve bizimde bildiğimiz alt atomik parçacıklar oluşmuştur (nötron, proton ve elektron). Büyük Patlama sonucunda bugün rahatlıkla gözlemleyebildiğimiz proton ve nötron oluşmuştur. Protonlar sonunda da hidrojen atomu oluşmuştur. Büyük Patlamada oluşturulan hemen hemen tüm nötronlar ilk üç dakika içerisinde helyum-4 içine soğurulmuş ve bu helyum şu an evrendeki helyumun çoğudur. (Bakınız: büyük patlama nükleosentez )
Helyum dışında bazı elementlerde büyük patlama sonucunda oluştu çünkü proton ve nötronlar birbiriyle çarpışmıştır sonucunda da lityum, berilyum ve muhtemelen biraz boron oluşmuştur, fakat bugün gördüğümüz bütün ağır metaller füzyon aşamaları boyunca yıldızlarda oluşmuştur. Örneğin proton proton zinciri CNO döngüsü ve üçlü alfa süreci. Kademeli ağır elementler her yıldızın evrimi sırasında oluşur.
Kaynakça
- ^ B. R. Martin (2006). Nuclear and Particle Physics. John Wiley & Sons, Ltd. ISBN .
- ^ Henri Becquerel (1896). "Sur les radiations émises par phosphorescence". Comptes Rendus. 122: 420-421. 4 Eylül 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 14 Ekim 2022.
- ^ Thomson, Joseph John (1897). "Cathode Rays". . XV: 419-432.
- ^ Rutherford, Ernest (1906). "On the retardation of the α particle from radium in passing through matter". Philosophical Magazine. 12 (68): 134-146. doi:10.1080/14786440609463525. 31 Mart 2022 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 14 Ekim 2022.
- ^ Geiger, Hans (1908). "On the scattering of α-particles by matter". . 81 (546): 174-177. Bibcode:1908RSPSA..81..174G. doi:10.1098/rspa.1908.0067.
- ^ Geiger, Hans; (1909). "On the diffuse reflection of the α-particles". . 82 (557): 495. Bibcode:1909RSPSA..82..495G. doi:10.1098/rspa.1909.0054.
- ^ Geiger, Hans (1910). "The scattering of the α-particles by matter". . 83 (565): 492-504. Bibcode:1910RSPSA..83..492G. doi:10.1098/rspa.1910.0038.
- ^ Chadwick, James (1932). "The existence of a neutron". . 136 (830): 692-708. Bibcode:1932RSPSA.136..692C. doi:10.1098/rspa.1932.0112.
- ^ Poenaru, Dorin N.; Calboreanu, Alexandru (2006). "Alexandru Proca (1897–1955) and his equation of the massive vector boson field". . 37 (5): 25-27. Bibcode:2006ENews..37...24P. doi:10.1051/epn:2006504.
- ^ G. A. Proca, Alexandre Proca.Oeuvre Scientifique Publiée, S.I.A.G., Rome, 1988.
- ^ Vuille, C.; Ipser, J.; Gallagher, J. (2002). "Einstein–Proca model, micro black holes, and naked singularities". General Relativity and Gravitation. 34 (5): 689. arXiv:1406.0497 $2. Bibcode:2002GReGr..34..689V. doi:10.1023/a:1015942229041.
- ^ Scipioni, R. (1999). "Isomorphism between non-Riemannian gravity and Einstein–Proca–Weyl theories extended to a class of scalar gravity theories". Class. Quantum Gravity. 16 (7): 2471-2478. arXiv:gr-qc/9905022 $2. Bibcode:1999CQGra..16.2471S. doi:10.1088/0264-9381/16/7/320.
- ^ Tucker, R. W; Wang, C (1997). "An Einstein–Proca-fluid model for dark matter gravitational interactions". Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 57 (1–3): 259-262. Bibcode:1997NuPhS..57..259T. doi:10.1016/s0920-5632(97)00399-x.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bu maddedeki bilgilerin dogrulanabilmesi icin ek kaynaklar gerekli Lutfen guvenilir kaynaklar ekleyerek maddenin gelistirilmesine yardimci olun Kaynaksiz icerik itiraz konusu olabilir ve kaldirilabilir Kaynak ara Nukleer fizik haber gazete kitap akademik JSTOR Subat 2014 Bu sablonun nasil ve ne zaman kaldirilmasi gerektigini ogrenin Nukleer fizik veya cekirdek fizigi atom cekirdeklerinin etkilesimlerini ve parcalarini inceleyen bir fizik alanidir Nukleer enerji uretimi ve nukleer silah teknolojisi nukleer fizigin en cok bilinen uygulamalaridir fakat nukleer tip manyetik rezonans goruntuleme malzeme muhendisliginde iyon implantasyonu jeoloji ve arkeolojide radyo karbon tarihleme gibi bircok arastirma da nukleer fizigin uygulama alanidir Nukleer fizikRadyoaktivite Fisyon Fuzyon Klasik bozunmalarAlfa Beta Gama isini Parcacik bozunumuGelismis bozunmalar Emisyon reaksiyonlariNotron emisyonu Pozitron emisyonu Proton emisyonuYakalamaEksicik yakalanmasi Proton yakalama Notron yakalama FisyonKendiliginden fisyon Bilim InsanlariHenri Becquerel Marie Curie Pierre Curie Alvarez Becquerel Bethe A Bohr N Bohr Chadwick Cockcroft Ir Curie Fr Curie Pi Curie Sklodowska Curie Davisson Fermi Hahn Jensen Lawrence Mayer Meitner Oliphant Oppenheimer Purcell Rabi Rutherford Soddy Strassmann Szilard Teller Thomson Walton WignerBu kutu goruntuletartisdegistirTarihiAtom fiziginden farkli bir disiplin olan nukleer fizigin tarihcesi 1896 da Henri Becquerel in uranyum tuzlarinin fosforesans olayini arastirirken radyoaktiviteyi kesfetmesiyle baslar Bir yil sonra J J Thomson tarafindan elektronun kesfedilmesiyle atomun bir ic yapiya sahip oldugu ortaya cikti 20 yuzyilin baslarinda ise kabul edilen atom modeli J J Thomson un uzumlu kek modeli oldu Buna gore buyuk pozitif yuklu parcaciklar kucuk negatif yuklu parcaciklarla atomun icine gomuludur 20 yuzyilda fizikciler ayni zamanda atomdan yayilan alfa beta ve gama isinlarini kesfetti 1911 yilinda Otto Hahn ve James Chadwick tarafindan yapilan deneyler sonucunda 1914 te beta isini bozunma spektrumun ayrilmasina gore daha devamli oldugu kesfedildi Diger bir deyisle alfa ve gama bozunmalarina gore beta isininda daha cok enerji gozlemlenmistir Fakat nukleer fizikciler icin bu bir problem olmustur bu bozunmalar sonuncunda enerjinin korunmadigi anlasildi 1915 yilinda Albert Einstein kutle enerji esdegerligi fikrini formule etti Madam Curie ve Becquerel in radyoaktivite uzerine calismalari bundan daha eski olmasina ragmen radyoaktif enerji kaynagiyla ilgili aciklama cekirdegin kucuk bilesenlerden nukleonlardan olustugunun anlasilmasina kadar beklemek zorundaydi Rutherford un takiminin cekirdegi kesfetmesi1907 da Ernest Rutherford Radyumdan Gelen Alfa Parcaciklarinin Radyasyonunun Maddeden Gecmesi makalesini yayimladi Hans Geiger de bu calismayi Royal Society ile iletisim icinde genisletti ve alfa taneciklerinin ince metal yapraklardan sacilmasini inceledi 1909 yilinda Geiger ve tarafindan yayimlanmis daha ileri duzeyde genisletilmis bir calisma 1910 yilinda Geiger tarafindan yayimlanmistir 1911 1912 yillarinda Rutherford once Royal Society e deneylerini aciklamak icin gitti ve daha sonra atom cekirdegi teorisini ortaya atti Bunun ardindaki anahtar deneyi 1910 yilinda Rutherford gozetimi altinda Geiger ve Marsden in ince altin folyo filminden alfa parcaciklarini atesleyip yaptiklari deneyle gerceklestirdiler Uzumlu kek atom modeline gore folyodan cikan alfa parcaciklari folyoyu hafifce bukmesi gerekiyordu Rutherford takimini bilgilendirmek icin bircok deney yapti bu deneylerde alfa paraciklarinin genel anlamda kucuk acilarla saptigini ama bazilarinin buyuk acilarla saptigini hatta bazilarinin geri dondugunu gozlemledi 1911 yilinda Rutherford un analiziyle baslayan bu kesif sonucunda atomun kutlesinin cogunu iceren yogun bir kutleye sahip oldugu pozitif parcaciklar icinde dengeli olarak elektronlarin gomulu oldugu Rutherford atom modelini buldu Bu modele gore ornegin Nitrojen 14 14 proton 7 elektron iceriyor 21 parcacik ve cekirdegin cevresinde 7 den fazla elektron yorungesi vardir Bu model 1929 yilinda Franco Rasetti nin atom donusu calismasina kadar gecerliligini surdurdu 1925 yilinda proton ve elektronlarin oraninda spine sahip oldugu ve Rutherford modeli biliniyordu Fakat Rasetti Nitrojenin 1 spin oldugunu kesfetti James Chadwick in notronu kesfetmesi1932 yilinda Walther Bothe Irene and Frederic Joliot Curie gozlemledigi notronlarin varligi Chadwick tarafindan kesfedilmistir Ayni yil notronlarin spinde oldugunu kesfetmistir ve cekirdegin notron ve protondan olustugunu elektron bulunmadigini soylemistir Boylece notron spinler Nitrojen 14 problemini cozdu cunku buna gore 1 tane eslenmemis proton ve bir tane eslenmemis notron vardir her biri ayni yonde spinine katkida bulunur sonuc olarak 1 spin olur Notronun kesfiyle bilim adamlari baglanma enerjisinin surtunmesini her atom cekirdegi icin nukleer kutle icindeki her proton ve notronu karsilastirarak hesaplayabildiler Nukleer kutleler arasindaki fark da bu yolla bulunmustur ve Einstein in kutle enerji hesaplamalariyla da desteklenmistir Proca nin masif bozon alani denklemleri vektor boson alani denklemlerini ve nukleer kuvvetlerin mesonic alan teorisini gelistiren ve rapor eden ilk kisi olmustur Proca nin denklemleri Wolfgang Pauli nin nobel konusmasinda bu denklemlerden bahsetmesiyle bilindi Ayni zamanda bu denklemler atom cekirdegi teorisini gelistirdigi icin Yukawa Wentzel Taketani Sakata Kemmer Heitler ve Frohlich tarafindan takdir edilmesiyle bilinir Atom cekirdegini baglamak icin varsayilan Yukawa nin Meson u1935 yilinda Yukawa nin ilk onemli kurami olan guclu kuvvetler kuraminda cekirdegin nasil bir arada tutuldugunu fikrini one surmustur Daha sonra meso olarak anilacak olan Yukawa nin sanal parcaciklarinin etkilesimi tum nukleonlar arasindaki kuvvete araci olmustur Bu kuvvetler cekirdegin proton itmesi altinda neden parcalandigi ve ayni zamanda etkili ve guclu kuvvetlerin protonlar arasindaki elektromanyetik itmelere gore neden daha sinirli araligi olduguna aciklama getirdi Daha sonra pi mesonunu kesfi ile Yukawa parcaciklarin ozelliklerini kanitladi Yukawa nin kagitlari ile modern atom modeli tamamlandi Atomun merkezi cok buyuk olmayan siki bir top icerisinde nukleer kuvvet tarafindan bir arada tutulan notron ve protonlardan olusur Kararsiz cekirdekler enerjik bir helyum cekirdegi ya da beta bozunmasina ugrayabilirler Bu bozunmalardan sonra cikan cekirdek uyarilmis halde olabilir ve bu durumda yuksek enerjili fotonlar salarak taban durumuna duser Guclu ve zayif nukleer kuvvet calismasi carpismasina daha yuksek enerjideki elektron ve cekirdegin carpismasina yol acmistir Bu arastirmalar parcacik fiziginin standart modeli olan guclu ve zayif elektro manyetik kuvvetleri aciklayan bir bilim haline geldi Modern nukleer fizikAna makaleler sivi damla modeli ve cekirdek kabugu modeli agir cekirdekler kismi yuzey gerilimine ve kismi protonun elektriksel itilmesinden kaynaklanan bir enerjiye sahiptir Sivi damla modelinde kutle numarasina gore genel baglanma enerjisi egiliminin yani sira nukleer fisyon fenomeni iceren cekirdeklerin bircok ozelligini cikarmak mumkundur Fakat bu klasik resim uzerine buyuk olcusu Maria Goeppert Mayer tarafindan gerceklestirilen ve nukleer kabuk kullanimi olarak tanimlanan kuantum mekaniginin de etkisi vardir Cekirdekte proton ve notronlar belirli numaralara gore bunlar 2 8 20 28 dizilmistir cunku onlarin kabuklari doludur Cekirdek icin diger karmasik modellerde one surulmustur Ornegin etkilesen bozon modeli bu modele gore notron ve proton ciftleri bozonlar gibi etkilesimdedir Bu Cooper elektron ciftlerine benzer Mevcut fizik arastirmalarinin cogu yuksek spin uyarma enerjisi gibi uc kosullarla da ilgilidir Cekirdekler ayni zamanda farkli sekillere farkli notron ve proton oranlarina sahip olabilirler Uzmanlar hizlandiricidan cikan iyon isinlarini kullanarak yapay fuzyon ya da nukleon transfer reaksiyonlari olusturabilir Daha yuksek enerjiler ile yuksek sicaklikta cekirdek olusturmak icin kullanilabilir Nukleer bozunumSeksen elementin bozunmada gozlenmeyen en az bir kararli izotopu vardir 254 izotop icerisinde Fakat bununla birlikte binlerce izotopun kararsiz oldugu karakterize edilmistir Bu radyo izotoplar haftalarca yillarca milyonlarca ve hatta trilyonlarca yil gibi degisen zaman olceklerinde bozunabilirler Cekirdegin kararliligi icindeki notron ve proton orani ya da dengeli dustugu zaman en yuksege ulasir cok az ya da cok fazla notron bozunmaya neden olabilir Ornegin beta bozunmasiyla nitrojen atomu 7 proton 9 notron oksijen atomu 8 proton 8 notron birkac saniye icerisinde donusur Bu element baska bir elemente yeni protonlar elde ettikce donusur Radyoaktif elementlerdeki alfa bozunmalar helyum yayarak ya da baska verilen bir elementte bozunur Bu islem bozunmanin diger turlerinde de sabit bir element olusana kadar birkac adim boyunca devam eder Gama bozunmasinda cekirdek uyarilmis bir durumdan daha dusuk enerji haline gama isini yayarak bozunur Bu sure boyunca bu element baska bir elemente donusmez Diger farkli bozunmalarda mumkundur ana yaziya bakiniz Ornegin ic donusum bozunmasinda uyarismis bir cekirdek elektronlari yuksek hizli ureten bir islemde atomun icyapisindaki orbitali cikarmak icin kullanilabilir ancak bu beta bozunmasi degildir ve baska bir elemente donusmez Nukleer fuzyonNukleer fuzyonda iki dusuk kutleli cekirdek birbirine cok yakin temas eder boylece guclu kuvvet onlari kaynastirir Cekirdekler arasindaki bu itmenin ustesinden gelebilmek icin yuksek bir enerji gerekir boylece nukleer fuzyon sadece yuksek sicaklikta ve yuksek basincta gerceklesir Bir kez bu islem basariya ulasinca cok buyuk miktarda enerji ortaya cikar ve birlesik cekirdekler daha dusuk enerji duzeyine gelir Nukleon uzerindeki baglanma enerjisi kutle numarasi 62 olan nikele kadar kutleyle orantili olarak artar Gunes gibi yildizlar bir helyum cekirdegi iki pozitron ve iki notrona icine dort proton fuzyonu ile guclendiriliyor Helyumun icindeki hidrojenin bu kontrolsuz fuzyonu termonukleer kacak olarak bilinir Ornegin mevcut arastirmanin oncusu olan JET ve ITER kontrollu fuzyon reaksiyonlarindan ekonomik acidan enerji kullanim yontemi gelistirmislerdir Gunesinde icinde oldugu tum yildizlar cekirdek tarafindan uretilen dogal isik ve enerji kaynagidir Nukleer fisyonNukleer fisyon nukleer fuzyonun ters islemidir Nikel 62 den daha agir cekirdekler icin nukleonun baglanma enerjisi kutle numarasi ile azalir Bu yuzden agir bir cekirdek iki hafif cekirdege parcalanirsa enerjinin serbest kalmasi mumkun olur Alfa bozunumu kendiliginden gerceklesen bir fisyondur Bu islem yuksek derecede asimetrik fisyon uretir cunku alfa parcaciklari birbirine siki bir sekilde bagli yapan dort parcacik buyuk olasilikla fisyon cekirdeginin uretimini yapiyor fisyon uzerinden notron ureten ve fisyonu baslatmak icin notronlari soguran agir cekirdekler kendi kendine notron atesleme tipi olarak adlandirilan reaksiyonu elde edebilirler Bu zincir reaksiyonlari fizikten once kimyada biliniyordu ayni zamanda yanma ve kimyasal patlama gibi bircok tanidik olay kimyasal zincir reaksiyonudur Fisyon veya nukleer zincir reaksiyonlari nukleer santrallerin ve nukleer fisyon tipi bombalarin enerji kaynagidir 2 Dunya Savasi sonunda Amerikan in Hirosima ve Nagasaki ye attigi bombalar bu tiptir Ayni zamanda Uranyum ve Toryum gibi agir cekirdeklerde kendiliginden fisyon olabilir ama onlarin alfa bozunmasi gecirmeleri daha muhtemeldir Baslatilan notron zincir reaksiyonun olusmasi icin belirli kosullar altinda belli bir alan icinde mevcut elementin onemli duzeyde bir kutleye sahip olmasi gerekiyor Bu kosullarda kucuk kritik kutleler icin yayilan notronlarin korunmasini ve onlarin yavaslamasini ve moderasyonunu gerektirir bu yuzden daha buyuk bir kesit veya muhtemelen baska bir fisyon baslatilamasin vardir diyebiliriz 1 5 milyar yil once Oklo Gabon Afrikanin iki bolgesinde dogal nukleer fisyon reaktorleri aktifti Dogal notrona emisyon olcumlerine gore Dunyanin cekirdeginden kaynaklanan isi radyoaktif bozumlarin iki katidir Bununla birlikte herhangi fisyon reaksiyon sonucu bilinmemektedir Agir elementlerin uretimiKurama gore buyuk bir patlamadan sonra evren sogumus ve bizimde bildigimiz alt atomik parcaciklar olusmustur notron proton ve elektron Buyuk Patlama sonucunda bugun rahatlikla gozlemleyebildigimiz proton ve notron olusmustur Protonlar sonunda da hidrojen atomu olusmustur Buyuk Patlamada olusturulan hemen hemen tum notronlar ilk uc dakika icerisinde helyum 4 icine sogurulmus ve bu helyum su an evrendeki helyumun cogudur Bakiniz buyuk patlama nukleosentez Helyum disinda bazi elementlerde buyuk patlama sonucunda olustu cunku proton ve notronlar birbiriyle carpismistir sonucunda da lityum berilyum ve muhtemelen biraz boron olusmustur fakat bugun gordugumuz butun agir metaller fuzyon asamalari boyunca yildizlarda olusmustur Ornegin proton proton zinciri CNO dongusu ve uclu alfa sureci Kademeli agir elementler her yildizin evrimi sirasinda olusur Kaynakca B R Martin 2006 Nuclear and Particle Physics John Wiley amp Sons Ltd ISBN 978 0 470 01999 3 Henri Becquerel 1896 Sur les radiations emises par phosphorescence Comptes Rendus 122 420 421 4 Eylul 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 14 Ekim 2022 Thomson Joseph John 1897 Cathode Rays XV 419 432 Rutherford Ernest 1906 On the retardation of the a particle from radium in passing through matter Philosophical Magazine 12 68 134 146 doi 10 1080 14786440609463525 31 Mart 2022 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 14 Ekim 2022 Geiger Hans 1908 On the scattering of a particles by matter 81 546 174 177 Bibcode 1908RSPSA 81 174G doi 10 1098 rspa 1908 0067 Geiger Hans 1909 On the diffuse reflection of the a particles 82 557 495 Bibcode 1909RSPSA 82 495G doi 10 1098 rspa 1909 0054 Geiger Hans 1910 The scattering of the a particles by matter 83 565 492 504 Bibcode 1910RSPSA 83 492G doi 10 1098 rspa 1910 0038 Chadwick James 1932 The existence of a neutron 136 830 692 708 Bibcode 1932RSPSA 136 692C doi 10 1098 rspa 1932 0112 Poenaru Dorin N Calboreanu Alexandru 2006 Alexandru Proca 1897 1955 and his equation of the massive vector boson field 37 5 25 27 Bibcode 2006ENews 37 24P doi 10 1051 epn 2006504 G A Proca Alexandre Proca Oeuvre Scientifique Publiee S I A G Rome 1988 Vuille C Ipser J Gallagher J 2002 Einstein Proca model micro black holes and naked singularities General Relativity and Gravitation 34 5 689 arXiv 1406 0497 2 Bibcode 2002GReGr 34 689V doi 10 1023 a 1015942229041 Scipioni R 1999 Isomorphism between non Riemannian gravity and Einstein Proca Weyl theories extended to a class of scalar gravity theories Class Quantum Gravity 16 7 2471 2478 arXiv gr qc 9905022 2 Bibcode 1999CQGra 16 2471S doi 10 1088 0264 9381 16 7 320 Tucker R W Wang C 1997 An Einstein Proca fluid model for dark matter gravitational interactions Nuclear Physics B Proceedings Supplements 57 1 3 259 262 Bibcode 1997NuPhS 57 259T doi 10 1016 s0920 5632 97 00399 x