AP Inter 2nd Year Physics Notes Chapter 14 కేంద్రకాలు

Students can go through AP Inter 2nd Year Physics Notes 14th Lesson కేంద్రకాలు will help students in revising the entire concepts quickly.

AP Inter 2nd Year Physics Notes 14th Lesson కేంద్రకాలు

→ కేంద్రకంలోని ప్రోటాన్ల సంఖ్యను పరమాణు సంఖ్య Z అంటారు.

→ కేంద్రకంలోని ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల సంఖ్యను ద్రవ్యరాశి సంఖ్య A అంటారు.

→ కేంద్రకంలోని ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లను న్యూక్లియాన్లు అంటారు. కేంద్రకంను రూథర్ ఫర్డ్ కనుగొన్నాడు.

→ పరమాణు పరిమాణం 10^-10 m.

→ కేంద్రకం పరిమాణం 10^-15 m.

→ న్యూక్లియాన్ ల వ్యాసార్థము A^1/3 కు అనులోమానుపాతంలో ఉండును. ఇక్కడ A ద్రవ్యరాశి సంఖ్య.
R ∝ A^1/3.
∴ R = R₀A^1/3;
R₀ = 1.1 × 10^-15 m.

→ కేంద్రకంలోని విడివిడి ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్ల ద్రవ్యరాశుల మొత్తానికి, ఆ కేంద్రకం వాస్తవ ద్రవ్యరాశికి మధ్య ఉండే వ్యత్యాసాన్నే ద్రవ్యరాశి లోపం అంటారు. ద్రవ్యరాశి లోపంను పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం (u) తో తెల్పుతారు. ఒక పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం ¹²₆ C పరమాణు ద్రవ్యరాశికి \(\frac{1}{12}\) రెట్లు సమానము. ఒక పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణము 1.660565 × 10^-27 kg కు సమానం. ఇది 931.5 MeV శక్తికి సమానం.

→ ఒక కేంద్రకంలో ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల ను విడగొట్టుటకు కావల్సిన శక్తిని బంధనశక్తి అంటారు. బంధనశక్తి = Δm.c² ఇక్కడ Δm ద్రవ్యరాశి లోపము, C కాంతి వేగము.

→ అస్థిరమైన కేంద్రకాలు స్థిరత్వాన్ని పొందడానికై స్వచ్ఛందంగా α, β, γ – కిరణాలను వెలువరించే ప్రక్రియనే సహజ రేడియో ధార్మికత అంటారు.

→ α – కణాలు ధనాత్మక విద్యుదావేశిత కణాల్ని కలిగి ఉంటాయి. ఇందులోని ప్రతి కణం పీలియం కేంద్రకమై ఉంటుంది. β – కణాలు రుణ విద్యుదావేశిత కణాలైన ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి. γ – కిరణాలు అత్యధిక శక్తిగల ఫోటాన్లను కలిగి ఉంటాయి.

→ ఒక రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్, సగానికి విఘటనం చెందటానికి పట్టుకాలంను రేడియోధార్మిక అర్థ జీవిత కాలం T అంటారు. T = 0.693/λ, ఇక్కడ λ విఘటన స్థిరాంకం.

→ ఒక సెకనులో జరిగే విఘటనాల సంఖ్యను ఆ రేడియోధార్మిక పదార్థం యొక్క క్రియాశీలత అంటారు.

→ ఆరంభంలో ఉన్న అన్ని కేంద్రకాల మొత్తం జీవిత కాలాన్ని కేంద్రక మొత్తం సంఖ్యచే భాగిస్తే వచ్చేది సగటు జీవిత కాలం (τ) i.e., τ = 1/λ.

→ న్యూక్లియాన్ ల మధ్య ఆకర్షణ బలమే కేంద్రక బలము. ఈ బలం కేంద్రకంలోని ప్రోటానులు మరియు న్యూట్రానులను దగ్గరగా ఉండేటట్లు చేస్తుంది.

→ కృత్రిమ పద్ధతులలో ఒక మూలకాన్ని వేరొక మూలకంగా పరివర్తన చేసే విధానాన్నే కృత్రిమ పరివర్తన అంటారు. దీనిని రూథర్వర్డ్ కనుగొన్నాడు.

→ చాడ్విక్ ద్వారా న్యూట్రాన్ ఆవిష్కరణకు దారితీసిన కేంద్రక చర్య ⁹₄Be + ⁴₂He + ¹²₆C + ¹₀n + Q.

→ ఒక భారయుత కేంద్రకం మధ్యస్థ ద్రవ్యరాశులుగల రెండు కేంద్రక శకలాలుగా విడిపోవడాన్నే కేంద్రక విచ్ఛిత్తి అంటారు.

→ ²³⁵U కేంద్రకం ఉష్ట్రీయ న్యూట్రాన్లు, అధిక ధ్రుతి న్యూట్రాన్లు రెండింటితోను విచ్ఛిత్తి పొందుతుంది. కాని ²³²Th న్యూట్రాన్లు సూత్రం అధిక ధ్రుతి న్యూట్రాన్లతోను విచ్ఛిత్తినొందుతుంది. అయితే ²³⁹Pu ఉష్ట్రీయ న్యూట్రాన్లు అధిక ధ్రుతి న్యూట్రాన్లు రెండింటితోను విచ్ఛితినొందుతుంది.

→ శృంఖల చర్య : ఒక కేంద్రకం యొక్క విచ్ఛిత్తిలో ఉత్పత్తి అయ్యే న్యూట్రానులు తిరిగి తన పక్కనున్న ఇతర కేంద్రకాలలో విచ్ఛిత్తికి దోహదం చేస్తాయి. తద్వారా పెద్దమొత్తంలో న్యూట్రాన్ల ఉత్పత్తి జరిగి విచ్ఛిత్తికర పదార్థమంతా విఘటనం చెందేదాక కేంద్రక విచ్ఛిత్తి ప్రక్రియ కొనసాగుతుంది. దీనినే శృంఖల చర్య అంటారు.

→ ప్రత్యుత్పాదన కారకం (K) : ప్రస్తుత సంఘటనలో ఉత్పత్తి అయిన న్యూట్రాన్ల సంఖ్యకు అంతకు ముందు సంఘటనలో ఉత్పత్తి అయిన న్యూట్రాన్ల సంఖ్యకు గల నిష్పత్తినే న్యూట్రాన్ ప్రత్యుత్పాదన కారకం (K) అంటారు.

→ నియంత్రిత శృంఖల చర్య : యురేనియం ద్రవ్యరాశి, ఒక నిర్దిష్టమైన ద్రవ్యరాశికి సమానమైన లేక అంతకన్నా ఎక్కువ రాశియున్న శృంఖల చర్య కొనసాగుతుంది. ఈ ద్రవ్యరాశిని సందిగ్ధ ద్రవ్యరాశి అంటారు.

→ మితకారి : అధిక ధ్రుతి న్యూట్రాన్లను ఉష్ణయ శక్తి విలువలకు తగ్గించగలిగే అల్ప పరమాణు సంఖ్యగల ద్రవ్యాన్నే మితకారి అంటారు. భారజలం (D₂O), గ్రాఫైట్, బెరిలియం మొదలైనవి.

→ నియంత్రణ కడ్డీలు : నియంత్రణ కడ్డీలు న్యూట్రాన్లను శోషణం చేసి విచ్ఛిత్తిరేటును నియంత్రిస్తుంది. కాడ్మియం మరియు బొరాన్లను నియంత్రణ కడ్డీలుగా ఉపయోగిస్తారు.

→ రక్షణ కవచం : విచ్ఛిత్తి చర్యలో, బీటా మరియు గామా కిరణాలు న్యూట్రాన్ లతోపాటు ఉద్గారమవుతాయి. స్టీలు, లెడ్, కాంక్రీటు గోడలను రియాక్టర్ చుట్టూ నిర్మించి, వికిరణ తీవ్రతను శోషించుటకు మరియు తగ్గించుటకు ఉపయోగిస్తారు.

→ శీతలీకరణి : రియాక్టర్ యొక్క క్రియాశీల కోర్లో విచ్ఛిత్తి కారణంగా ఉత్పత్తి అయ్యే ఉష్ణాన్ని గ్రహించడానికి శీతలీకరణులను వాడతారు. అధిక పీడనాలలో ఉంచిన నీరు లేదా ద్రవీకృత సోడియంలను శీతలీకరణులుగా వాడతారు.

→ విద్యుదుత్పత్తి రియాక్టర్లు : కేంద్రక రియాక్టర్ అంతర్భాగంలో అత్యధిక పరిమాణంలో ఉష్ణం వెలువడుతుంది. ఈ రియాక్టర్లు నీటిని ఉపయోగించుకుంటూ పనిచేసే విస్తృతమైన శీతలీకరణ వ్యవస్థలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ శీతలీకరణ వ్యవస్థలలోని నీరు ఉష్ణాన్ని గ్రహిస్తుంది. తద్వారా ఆవిరి ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఈ ఆవిరి టర్టైన్లను నడిపించటానికి తోడ్పడుతుంది. అప్పుడు విద్యుచ్ఛక్తి ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఇట్లాంటి రియాక్టర్లనే విద్యుదుత్పత్తి రియాక్టర్లు అంటారు.

→ కేంద్రక రియాక్టర్ ఉత్పత్తిచేసే సామర్థ్యం, P = \(\left(\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{t}}\right)\)E ఇక్కడ \(\left(\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{t}}\right)\) = ఒక సెకనులో సంభవించే విచ్ఛిత్తుల సంఖ్య, E = ఒక్క విచ్ఛిత్తిలో విడుదలయ్యే శక్తి P = \(\left(\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{t}}\right)\) 200 MeV = \(\left[\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{t}}\right]\)200 × 106 × 1.6 × 10^-19J.

→ సూర్యునిలో శక్తికి మూలం: సూర్యుడు, నక్షత్రాలు అనేక బిలియన్ సంవత్సరాల నుండి చాలా హెచ్చు పరిమాణంలో శక్తిని ఉద్గారిస్తున్నాయి. సూర్యుడు మరియు నక్షత్రాలలో ఉష్ణోగ్రత 107 K లేక అంతకన్నా ఎక్కువ ఉన్నప్పుడు కేంద్రక సంలీన ప్రక్రియ జరిగి శక్తి వెలువడుతుంది.

→ 1 u = 1.660539 × 10^-27 kg

→ కేంద్రక వ్యాసార్థం R = RA^1/3 ఇక్కడ R = 1.2 × 10^-15 m

→ ద్రవ్యరాశి లోపము ΔM = [Zm_p + (A – Z) m_n] – M

→ బంధన శక్తి E = ΔM × 931.5 (MeV లో)

→ న్యూక్లియాన్కు బంధనశక్తి E_b = \(\frac{\mathrm{E}_{\mathrm{b}}}{\mathrm{A}}\)

→ ప్యాకింగ్ భిన్నం = \(\frac{\Delta \mathrm{M}}{\mathrm{A}}\)

→ రేడియోధార్మిక నియమము \(\frac{\mathrm{dN}}{\mathrm{dt}}\) = -λN (లేక N = N₀e^-λt)

→ రేడియోధార్మిక పదార్థ క్రియాశీలత R = –\(\frac{\mathrm{dN}}{\mathrm{dt}}\) (లేక R = R₀e^-λt)

→ రేడియోధార్మిక పదార్థ అర్థ జీవితకాలము T_1/2 = \(\frac{0.693}{\lambda}\)

→ రేడియోధార్మిక పదార్థ సరాసరి కాలం τ = \(\frac{1}{\lambda}\) (లేక T = 0.693 τ_a)