Atom och
kärnfysik
En vetenskaplig revolution
Mer att upptäcka
• Inom den klassiska fysiken på 1800-talet trodde man
att allt var upptäckt. (kraft, rörelse, ljus, ljud,
elektricitet, magnetism)
• För 2500 år sedan - grekiska filosofen Demokritos
ordet atomos, som betyder odelbar.
• Tron på en minsta beståndsdel, som allt är
uppbyggt av.
• 1900-talet, nya upptäckter: Rutherford, Einstein,
Thomson, Röntgen
Atomen inre
• Atommodell
• CERN – partikelacceleratorer som
bevisar ännu mindre partiklar, kvarkar.
• 2012 – Higgs partikel – nobelpris 2013
Atomens massa
• Periodiska systemet
• Atomnummer - antal protoner i kärnan
• Masstal - summan av protoner och neutroner i
kärnan.
• Isotop – varianter
av ett grundämne
med olika masstal,
ex. väte
Atomer skapar ljus
• Röntgenstrålning – upptäcktes av Wilhelm Röntgen
• Elektroner frigör energi när de hoppar mellan skal.
• Uppvärmning kan göra en atom instabil så att
elektroner hoppar till yttre skal.
• Röntgenstrålning uppstår när elektron i innersta
skalet ersätts av elektron från de yttersta skalen. Då
frigörs energi som osynlig röntgenstrålning.
Radioaktiva ämnen
Radioaktiva ämnen är ämnen som sänder ut strålning.
Kärnan är instabil och vill göra av med energi.
Atomkärnan sönderfaller.
Radioaktiv strålning
• Alfastrålning
- heliumkärnor, ex. radon
• Betastrålning
- elektroner, ex. kol-14
• Gammastrålning
- Ljus med kort våglängd
Radioaktivt sönderfall
• Instabila ämnen kan när som helst sönderfalla och sända
ut strålning.
• Halveringstid – mått på hur fort sönderfallet går.
När hälften av atomkärnorna sönderfallit.
• Kan variera från bråkdelar av en sekund till miljarder år.
• Kol-14-metoden – halveringstiden för radioaktivt kol
hjälper till att tidsbestämma ålder på organiskt material.
(5570 år)
Möjligheter och risker
med strålning
• Joniserande strålning kan orsaka cancer. Den sätter
cellens normala funktioner ur spel.
• Gammastrålning kan ge upphov till missbildade
foster eller sterilitet.
• Radonhus –via inandning – lungcancer.
• Röntgenstrålning används inom sjukvården.
• Cancer kan behandlas med strålning.
Bakgrundsstrålning
• Aktivitet – mängden strålning
• Bequerel – enhet för aktivitet (antal sönderfall/s)
• Millisievert (mSv) – stråldos vi utsätts för.
Kärnenergi
Fission – kärnklyvning
• Ger energi i ett kärnkraftverk.
• Atombomben – kärnvapen.
Fusion – kärnsammanslagning
Solens energi - vätebomber
ITER – försöksanläggning om framtidens energi.
Einsteins formel: E= m x c2 (relativitetsteorin)
