Atomfysik
Mälarhöjdens skola
Ht 15
Atomens uppbyggnad
• I mitten av atomen finns atomkärnan
• Atomkärnan består av protoner och
neutroner.
• Runt kärnan, i ett elektronmoln (skal),
kretsar elektroner.
• Protonerna är positivt laddade. Man säger
att varje protons laddning är +1.
• Elektronerna är negativt laddade. Man
säger att varje elektrons laddning är -1.
• Neutronen har ingen laddning.
• Det finns lika många protoner som
elektroner i en atom och atomen blir
därmed elektriskt neutral.
Masstal och atomnummer.
• A = Atomnummer –
Antalet protoner i kärnan.
• Z = Masstal – Masstalet
visar antalet protoner plus
antalet neutroner i
kärnan.
• I = Laddning – Om ämnet
befinner sig i jonform
brukar man ange
laddningen här.
• n = Antal atomer som
sitter ihop.
Z
A
Cl
I
n
Isotop
• När man har flera atomer som båda innehåller samma antal
protoner, men olika antal neutroner, säger man att de är
isotoper av samma grundämne.
Strålning
• Joniserande (”Radioaktiv”) strålning
bildas när en atomkärna sönderfaller.
• Alfastrålning består av en
heliumkärna 24 He . Denna strålning är
laddad och kan enkelt stoppas av ett
vanligt papper.
0
• Betastrålning består av en elektron 1 e
Denna strålning är laddad och går
genom ett vanligt papper.
Betastrålning kan stoppas av tex
plexiglas.
• Gammastrålning består av
elektromagnetiska vågor. Strålningen
är energirik och stoppas av en 10 cm
tjock blyplatta.
• http://www.youtube.com/watch?v=
MZSPzCb42XY&feature=player_detail
page
Alfastrålning
• Atomkärnor i naturen som sänder ut alfastrålning har alla
masstal över 209. Den starka kärnkraften räcker inte för att
hålla samman dem.
• Ex Radium sönderfaller
226
88
Ra He Rn
4
2
222
86
Betastrålning
• Betastrålning är detsamma som snabba elektroner. I kärnan
finns inga elektroner. Det är en av neutronerna som omvandlas
till en proton och en elektron. Denna skjuts ut från kärnan.
• Ex
214
82
Pb Bi e
214
83
0
1
Gammastrålning
• Sänds ut tillsammans med alfa- och betastrålning. Består inte
av elementarpartiklar utan är istället strålning av samma slag
som vanligt ljus.
• Gammastrålning är osynlig och mycket genomträngande.
Radioaktivitet
• Joniserande strålning är skadlig för kroppen på olika sätt. Tex
kan strålning som träffar benmärgen leda till blodbrist. Det kan
också orsaka cancer.
• Radioaktivitet mäts i enheten becquerel.
• Det finns flera metoder att mäta/upptäcka radioaktivitet.
Geiger-Müller-rör eller Geigerräknare
Dimkammare
Dosimeter
Anemi är det latinska namnet på blodbrist. I vardagligt tal brukar man säga lågt blodvärde
vilket syftar på att man har för låg halt av blodfärgämnet hemoglobin (Hb). Blodbrist kan
också bero på att man har för lite röda blodkroppar. Det kan ge olika symtom och besvär som
till exempel att man blir trött.
Radioaktivitet
Halveringstid
• Radioaktiva atomer sönderfaller. Den tid det tar för hälften av
ett visst radioaktivt ämne att sönderfalla kallas halveringstid.
Tiden varierar beroende på vilket radioaktivt ämne det gäller.
Halveringstiden kan variera från bråkdelen av en sekund till
miljarder år.
• Man kan använda sig av radioaktiva ämnen för att bestämma
ålder på olika material. T.ex. kol-14-metoden som används för
att åldersbestämma organisk materia.
• Film: SLI – att datera det förflutna
Fission
• Fission betyder klyvning.
• Ex. Om en kärna av uran-235 träffas av en neutron kan den
splittras. Av den tunga urankärnan blir det då ett par
medeltunga kärnor och ett par lösa neutroner.
• Vid fission frigörs en stor mängd kärnenergi.
Kärnreaktioner - Kärnkraftverk
• Fission kan utnyttjas som energikälla.
• I kärnkraftverk utnyttjar man fission för att
producera el.
• En mycket ren och effektiv energikälla.
• Avfallet måste tas om hand på ett säkert sätt
eftersom det är radioaktivt.
Film SLI: Fatta fakta : Kärnkraft
Film SLI: Tjernobyl, Fukushima
Kärnreaktioner - Kärnvapen
• http://www.youtube.com/watch?v=iZybqwNwiNo
• Film SLI: The War : Maj - december 1945 (15 min in i filmen)
Fusion
• Fusion innebär att två atomer slås samman till en tyngre atom.
I solen slås två väteisotoper ihop. Deuterium slås samman
med tritium och bildar helium, en neutron samt stora
mängder energi.
• Detta kan endast ske vid mycket hög temperatur (ungefär 100
miljoner grader).
• Forskare hoppas kunna använda fusionsenergi för att
tillfredsställa världens energibehov i framtiden.
