Atomun çekirdeği, protonlar ve nötronlardan oluşur. Bu parçacıklar, atomun neredeyse tüm kütlesini oluşturur. Çekirdeği bir arada tutan güçlü nükleer kuvvet, atomun kararlılığını sağlar.
İzotoplar, aynı sayıda protona sahip (aynı element) ancak farklı sayıda nötrona sahip atomlardır. Bu durum, atomun kütle numarasını değiştirir.
Şimdi, AYT Fizik sınavında çıkmış bazı nükleer fizik sorularına göz atalım ve nasıl çözüldüklerini inceleyelim.
Soru:
Aşağıdakilerden hangisi bir atom çekirdeğinde bulunmaz?
A) Proton
B) Nötron
C) Elektron
D) Foton
E) Mezon
Çözüm:
Atom çekirdeğinde protonlar ve nötronlar bulunur. Elektronlar çekirdek etrafında dolanır. Fotonlar ve mezonlar ise çekirdek tepkimelerinde ortaya çıkabilir ancak çekirdeğin temel yapısını oluşturmazlar. Bu nedenle doğru cevap C) Elektron'dur.
Soru:
Bir X elementinin izotopları $^A_ZX$ ve $^{A+2}_ZX$ şeklindedir. Buna göre, bu izotoplar arasındaki fark nedir?
A) Proton sayısı
B) Nötron sayısı
C) Elektron sayısı
D) Atom numarası
E) Kimyasal özellik
Çözüm:
İzotoplar, aynı sayıda protona (aynı atom numarası) sahip ancak farklı sayıda nötrona sahip atomlardır. Bu nedenle, $^A_ZX$ ve $^{A+2}_ZX$ izotopları arasındaki fark nötron sayısıdır. Doğru cevap B) Nötron sayısı'dır.
Soru:
Radyoaktif bir elementin yarılanma ömrü 10 yıldır. Başlangıçta $N_0$ tane atom içeren bu elementten kaç yıl sonra $\frac{N_0}{8}$ tane atom kalır?
A) 20
B) 30
C) 40
D) 50
E) 60
Çözüm:
Yarılanma ömrü, radyoaktif bir maddenin atom sayısının yarıya düşmesi için geçen süredir. Atom sayısı $\frac{N_0}{8}$'e düşene kadar 3 yarılanma ömrü geçmesi gerekir ($N_0 \rightarrow \frac{N_0}{2} \rightarrow \frac{N_0}{4} \rightarrow \frac{N_0}{8}$). Her yarılanma ömrü 10 yıl olduğuna göre, toplam süre 3 * 10 = 30 yıldır. Doğru cevap B) 30'dur.
