Atom fiziği örnekleri nelerdir? Test 3

Nükleer fisyon reaksiyonunda ağır bir çekirdek, nötron bombardımanı sonucu daha hafif çekirdeklere bölünür. Bu süreçle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Zincirleme reaksiyon başlayabilir
B) Açığa çıkan enerji, kütle kaybından kaynaklanır
C) Oluşan ürünlerin toplam kütlesi, başlangıç kütlesinden fazladır
D) Nötronlar reaksiyonu başlatıcı rol oynar

Merhaba sevgili öğrenciler!

Nükleer fisyon, atom çekirdeklerinin dünyasında gerçekleşen oldukça önemli ve enerji dolu bir olaydır. Bu soruda, fisyon reaksiyonuyla ilgili verilen ifadelerden hangisinin yanlış olduğunu bulmamız isteniyor. Şimdi her bir seçeneği adım adım inceleyelim:

• A) Zincirleme reaksiyon başlayabilir

  Nükleer fisyon reaksiyonunda, bir ağır çekirdek bölündüğünde sadece enerji değil, aynı zamanda birkaç yeni nötron da açığa çıkar. Bu yeni nötronlar, çevredeki diğer fisyonlanabilir çekirdeklere çarparak onları da bölebilir ve bu süreci devam ettirebilir. Bu olaya "zincirleme reaksiyon" denir. Nükleer santraller ve atom bombaları bu prensiple çalışır. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.

• B) Açığa çıkan enerji, kütle kaybından kaynaklanır

  Albert Einstein'ın ünlü $E=mc^2$ formülüne göre, kütle enerjiye, enerji de kütleye dönüşebilir. Nükleer fisyon reaksiyonunda, başlangıçtaki ağır çekirdeğin kütlesi ile oluşan daha hafif çekirdeklerin ve açığa çıkan nötronların toplam kütlesi arasında küçük bir fark vardır. Bu farka "kütle defekti" denir ve bu kaybolan kütle, muazzam miktarda enerjiye dönüşür. Bu, evrendeki en güçlü enerji kaynaklarından biridir. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.

• C) Oluşan ürünlerin toplam kütlesi, başlangıç kütlesinden fazladır

  Yukarıda B seçeneğinde açıklandığı gibi, fisyon reaksiyonunda enerji açığa çıkması, kütle kaybı (kütle defekti) sonucudur. Yani, reaksiyon öncesindeki toplam kütle, reaksiyon sonrasındaki ürünlerin (daha hafif çekirdekler ve nötronlar) toplam kütlesinden daha fazladır. Başka bir deyişle, ürünlerin toplam kütlesi, başlangıç kütlesinden daha azdır. Bu kütle farkı enerjiye dönüşür. Bu nedenle, bu ifade yanlıştır.

• D) Nötronlar reaksiyonu başlatıcı rol oynar

  Soru metninde de belirtildiği gibi, ağır bir çekirdek "nötron bombardımanı sonucu" daha hafif çekirdeklere bölünür. Bu, reaksiyonun başlaması için bir nötronun ağır çekirdeğe çarpması gerektiğini gösterir. Dolayısıyla nötronlar, fisyon reaksiyonunu tetikleyen (başlatıcı) parçacıklardır. Bu ifade doğrudur.

Yukarıdaki analizler sonucunda, yanlış olan ifadenin C seçeneği olduğu açıkça görülmektedir.

Cevap C seçeneğidir.