Atomfysik

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

– Ordet atom betyder odelbar, men efter många år av forskade så har forskare kommit fram till att en atom består av många olika delar.
Enligt en atommodell så består atomen av tre elementarpartiklar, nämligen protoner (positivt laddad), neutroner (oladdade) och elektroner (negativt laddade). Protonerna och neutronerna sitter i atomens kärna. Elektronerna kretsar kring kärnan i cirkelformade banor. Antalet elektroner varierar beroende på antalet protoner i kärnan.
Eftersom en atom innehåller exakt lika många protoner som elektroner, så är den elektrisk neutral.
Har atomen mer än tre elektroner, så säger man att de befinner sig i olika skal. Skalet längst in heter K-skalet, nästa heter L-skalet och följande skal kallas M,N, O, P osv.

Isotoper är en variant av ett grundämne. T.ex. väte, den övre siffran i ämnet vätes kemiska beteckning står för masstal, alltså hur många atomer det finns totalt, och den nedre siffran i
Den kemiska beteckningen står för atomnummer, alltså hur många possetiva (protoner) atomer det finns.
I en isotop varierar antalet neutroner, i de man kallar för vanligt väte finns en proton i kärnan och en elektron som kretsar runt kärnan. Den ena isotopen hos väte kallas deuterium, och i den har det tillkommit en neutron i kärnan.

I ett gram uran finns uranatomer. Och varje uranatom är instabil, och kommer efter ett tag att sönderdelas, men inte alla direkt. Men som tur faller inte alla sönder samtidigt.
Man kan inte säga när den kommer att falla sönder, eftersom det sker slumpvis.
Men man kan beräkna ut hur lång tid det tar innan hälften av alla uranatomer har fallit. Tiden kallas halveringstid.



Året var 1896 så fransmannen Henri Becquerel upptäckte att uranhaltiga mineraler sänder ut en osynlig strålning. Strålningen som kom från ämnet fick namnet radium, var miljoner gången starkare än strålningen från uran. Det finns idag flertal grundämnen som sänder ut sådan strålning, så kallad joniserad strålning.

Men om krafterna mellan protoner och neutroner i en atomkärna är i jämvikt, så säger man att kärnan är stabil.
Grundämnen som har stabila kärnor har oftast lika många protoner som neutroner. Om ämnet inte är stabilt, så sönderfaller det och bildar en ny kärna av ett annat grundämne. De ämnen som gör så kallas för radioaktiva.
Den strålning som kommer från de radioaktiva ämnen, skapas när kärnan faller sönder.

Det finn olika sorters av strålning, T.ex. alfastrålning, betastrålning, röntgenstrålning och gammastrålning.



Alfastrålningen består av positivt laddade partiklar. De heter alfapartiklar, och består av två protoner och två neutroner.
Men om en atomkärna skickar ut strålning, så minskar antalet protoner och neutroner i kärnan och därmed bildas ett nytt ämne.



Betastrålningen består av negativt laddade elektroner.
En neutron omvandlas till en proton och en elektron, elektronen lämnar kärnan och protonen blir kvar. När atomkärnan sen sänder ut betastrålningen ökas antalet protoner i kärnan och ett nytt ämne bildas.


Röntgenstrålning är en typ av joniserande elektromagnetisk strålning med kort våglängd.
Med denna strålning kan man se igenom kroppens alla delar (hud, muskler och få en bild av skelettet).
Om vi går till läkaren och ska röntga oss så sker detta;
Röntgenapparaten sänder ut och fångar upp röntgenstrålar, strålarna tränger igenom allt i kroppen.
Våra inre kroppsdelar fångar upp strålningen olika mycket, skelettet fångar upp strålningen bäst och blir därför ljusas på bilden.
Röntgenstrålning uppstår när elektronerna gör långa hopp från de yttersta skalen till något av de innersta.


Gammastrålningen är samma sorts strålning som ljus och röntgenstrålning, den ändå skillnaden är att gammastrålningen är energirikare.
Gammastrålningen består inte av några partiklar.



Kol-14-Metoden är när man t.ex. vill bestämma åldern på ett gammalt föremål av något organiskt material, exempelvis träföremål. Då jämför man aktiviteten från det gamla föremålet med aktiviteten hos färskt trä.
På så vis får man fram hur många procent radioaktivt kol-14 som finns kvar i föremålet.
Låt oss säga att det fanns 80 % aktivitet kvar i föremålet. Då kan man se på ett diagram att föremålets ålder är ca 2000 år.



I kärnkraftverket finns de så kallade kärnreaktorerna. Här sker kärnklyvningarna. Bränslet till kärnreaktorerna finns i så kallade bränslestavar.
När en neutron träffar en urankärna i bränslestavarna, klyvs kärnan och det bildas nya neutroner. Och samtidigt som det sker så frigörs stora mängder energi.
Den utnyttjas för att få vattnet i reaktorn att koka, och ångan som bildas leds iväg till en turbin som i sin tur driver en generator.
Elektrisk energi skapas av generatorn.
Vattnet i reaktorn bromsar ner neutronerna för att en kedjereaktion över huvud taget ska kunna ske. I reaktorn finns styrstavar som bestämmer hur snabbt kedjereaktionen ska ske.


När ett föremål är så pass varmt sänder det ut ljus, exempel på det är när man hettar up en bit järn så börjar den glöda.
Varför det börjar lysa beror på att elektronerna i ämnet har olika mycket med energi.
Tillförs energi till en järnatom så kan en elektron i ett inre skal hoppa till ett yttre skal.
Då hamnar järnatomen ur balans, dvs. Den blir instabil.
Och vi första bästa läge kommer elektronen att hoppa tillbaka och därmed avlägsna en energi i form av en strålning.
Färgen på ljuset från den glödande järnbiten är gulrött.
Vid korta hopp då blir ljuset rött (det avger mindre energi), och vid långa hopp blir ljuset blått (mer energi).
För att vi överhuvudtaget ska se ljuset så måste elektronerna landa i bana 2 (L-skalet)


Med Fission så klyver man kärnor och med Fusion slår man ihop kärnor.

Fission;
När en neutron träffar en urankärna, kommer urankärnan i svängning. Dessa svängningar kan bli så pass kraftiga att det klyver atomkärnan.
Då får man två lika stora oc...