Magfizika

• sterilizálás
• terápia – rákos daganatok eltávolítása
• radiológia – radioaktív izotópok nyomon követése a szervezetben
• gamma radiográfia – roncsolásmentes anyagvizsgálat, átvilágítás, hibakeresés
• elem analízis – karakterisztikus gamma fotonok segítségével

A rádioaktív sugárzások mérése a sugárzások ionizáló és fényfelvillanást okozó hatásán alapszik: „A Geiger–Müller-cső egy gáztöltésű detektor, ami az ionizáló sugárzás detektálására képes. Általában henger alakú, a közepén egy vékony dróttal. A henger palástja játssza a katód, a drót az anód szerepét. A henger egyik alapján vékonyabb a fal – ezen keresztül jut az ionizáló sugárzás a csőbe. A sugárzás által keltett elektronok és ionok elkezdenek áramlani az elektródák felé, ezzel áramot keltve.A csőre kapcsolt feszültség 1000 V körül mozog. A magas feszültségnek köszönhetően nincs szükség erősítőre, a jelet direkt lehet a számlálóba vezetni – egyszerű modellek esetében egy hangszóróra. A magas feszültség miatt akár egyetlen elektron – ion pár is kisülést okoz, így a Geiger–Müller-cső alkalmatlan energiamérésre. Egyszerűsége miatt azonban ideális eszköz, ha terepen radioaktív sugárzást szeretnénk kimutatni.”

A láncreakció típusai:A maghasadáskor létrejövő szabad neutronok lehetővé teszik, hogy a lövedéktermelő hasadási folyamat önfenntartóvá váljon, és a hasadások száma lavinaszerűen megnőjön. Ezt nevezik maghasadásos láncreakciónak. Pl. az uránatommagok hasadásakor a hasadványpárok mellett 2-3 szabad neutron is kilép az elhasadt atommagból.

A szabályozatlan láncreakció megvalósításához (pl. hasadó uránbomba) erősen dúsítani kell az uránt. A láncreakció beindulásához szükséges még, hogy a hasadó anyag tömege elérjen egy bizonyos kritikus tömeget.

Szabályozott hasadásos (+atomerőmű működése):láncreakciót az atomreaktorokban valósítanak meg. A szabályozás elve azon alapszik, hogy a kritikus tömeg alatti hasadóanyagot vékony rúd alakú, hermetikusan zárt csövekbe helyezik el. A láncreakció beindulását a csöveket körülvevő neutronlassító közeg (víz vagy grafit), az ún. moderátor alkalmazásával érik el. A láncreakció szabályozását pedig az uránrudak közötti neutronelnyelő (kadmium vagy bór) szabályzórudak mozgatásával oldják meg. A moderátor –hasadóanyag- szabályzórudak elrendezés együttesét, az aktív zónát sugárzáselnyelő tartályban helyezik el, melyet a sugárzásvédelem miatt több méter vastag betonfallal vesznek körül. Az atomerőművekben a hőenergiát maghasadás útján felszabaduló magenergia szolgáltatja, melynek felhasználásával vízgőzt állítanak elő. A vízgőzzel hajtott gőzturbina forgási energiája alakul át a generátorokban villamos energiává. Az atomerőművekben három üzemi kört különböztetünk meg.

Hermetikusan zárt primerkör: itt történik a maghasadás útján felszabaduló hőenergia elszállítása a reaktor aktív zónájából a szekunder kör gőzfejlesztőjébe. A szekunderkörben a nyomás csökkentésével a turbinát meghajtó nagy nyomású gőzt állítanak elő. A harmadik (tercier) körben a turbina fáradt gőzét csapatják le vízhűtéssel.

Atombombák

Az atombombák, vagy fissziós bombák energiájukat a nehézatommagok hasadásából nyerik: nehéz atommagok (urán vagy plutónium) hasadnak könnyebb elemekké neutronok besugárzása révén (ezek újabb neutronokat hoznak létre, melyek újabb atommagokat bombáznak, láncreakciót eredményezve). Az atombombák méretét nem lehet tetszőlegesen növelni, mivel a kritikus tömeg felett maguktól felrobbannak mindenféle külső hatás nélkül.

Hidrogénbombák

A hidrogénbombák, vagy fúziós bombák az atommagok egyesülésén, fúzióján alapulnak, amikor könnyebb atommagok, mint például hidrogén vagy hélium állnak össze nehezebb elemekké nagy energia felszabadulása mellett. A hidrogénbomba elnevezést az alapanyaga miatt kapta, hívják még termonukleáris fegyvernek is, mivel a fúziós reakcióknál a láncreakció beindulásához rendkívül magas hőmérséklet kell. A hidrogénbombák tömegének nincsen felső korlátja, mivel csak akkor robban, amikor megfelelően magas a hőmérséklet.

Háromfázisú bombák

A fúzió során nagy mennyiségben keletkeznek neutronok, amelyek lehetővé teszik az uránium 238-as izotópjának a hasadását. A három fázisú bombákban a fúziós magot uránium 238 köpennyel veszik körül. A robbanás erejéhez mind a fúziós, mind a fissziós reakció jelentős részben hozzájárul. (így érik el a fúzióhoz szükséges hőmérsékletet)