Isotoper
Isotoper är olika varianter av samma grundämne med olika antal neutroner eller olika
mycket ”klister/murbruk”, de väger alltså olika mycket.
Isotoper av ett ämne har samma kemiska egenskaper, då de har samma antal protoner och elektroner.
Alla grundämnen finns i olika varianter som kallas för isotoper. Ofta finns en variant som är absolut
vanligast.
Antalet kärnpartiklar - masstalet dvs. summan av protoner och neutroner skrivs upphöjd framför den
kemiska symbolen.
Vissa isotoper kan vara radioaktiva, man säger då att ämnet strålar.
Om ett ämne är radioaktivt är kärnan inte stabil och faller sönder.
Om det finns för många eller för få neutroner ("klister") i förhållande till antalet protoner är atomkärnan ofta
inte stabil.
Kol är stabilt med 6 (12C)eller 7 (13C) neutroner men inte med 8 (14C)
Ytterbium är stabilt med 98 neutroner (168Yb) men inte med 96 (166Yb)
eller 99 (169Yb).
Även mycket tunga kärnor faller sönder. I dessa är det för mycket positiv laddning samlad i kärnan så att
alla isotoper är instabila.
Av uran (U) t.ex. finns inga stabila isotoper.
H vanligt väte,
1 proton 0 neutroner Vanligaste väteisotop Stabilt (inte radioaktivt)
1 kärnpartikel (1 + 0 = 1):
(99,985 %)
2
H tungt väte, deuterium,
1 proton 1 neutron
Ovanlig väteisotop
Stabilt (inte radioaktivt)
2 kärnpartiklar (1 +1 = 2)
(0,0145 %)
3
H supertungt väte, tritium, 1 proton 2 neutroner Mycket ovanlig
Instabilt (radioaktivt)
3 kärnpartiklar (1 + 2 = 3)
väteisotop (10-15 %)
(Istället för 2H kan man även skriva D för deuterium och istället för 3H kan man även skriva T för tritium)
1
(Egenskaper kan visserligen avvika något i vissa fall. Tungt vatten ( 2H2O eller D2O) har till exempel högre pH (7,5och högre
smältpunkt (ca 4°) än vanligt vatten.)
Kol, C: 6 protoner + 6,7 eller 8 neutroner:
12
C, Masstal 12
6 proton
7 neutroner
(6 + 6 = 12)
14
C, Masstal14
6 proton
8 neutroner
(6 + 8 = 14)
Vanligaste kolisotop
(98,9 %)
Mycket ovanligt
kolisotop (10-9%)
Stabilt (inte radioaktivt)
Instabilt (radioaktivt)
Joniserande strålning
Är atomkärnan instabil så faller den sönder. Ämnet strålar, d.v.s. partiklar (protoner, neutroner, elektroner
etc.) kastas ut ur kärnan i hög fart.
I radioaktiva sönderfall kan antalet protoner ändras, det betyder att ett grundämne omvandlas till ett annat
grundämne.
-strålning:
Partiklar bestående av två protoner och två neutroner slängs ut ur kärnan med hög fart.
Betecknas även som He2+ (samma som kärnan i en heliumatom)
I Alfasönderfallet minskar atomnumret med två: 238U med 92 protoner omvandlas till
234
Th med 90 protoner.
Alfastrålningen har en räckvidd i luft på bara några få centimeter, den stoppas av tunt papper. Den kan inte
tränga igenom huden men kan skada oss om det alfastrålande ämnet kommer in i kroppen genom
inandningsluft eller dricksvatten.
Den största risken att få in alfastrålning i kroppen kommer från radon.
-strålning (betastrålning) är också partikelstrålning och består av elektroner som sänds ut när vissa atomer
sönderfaller. -strålning:
Vid -sönderfall förblir masstalet (protoner och neutroner) konstant. Fördelningen mellan protonerna och
neutronerna ändras däremot. Förenklat kan man säga att antingen omvandlas en proton i en neutron eller en
neutron i en proton.
Betastrålning hindras av hud, tjocka kläder eller fönsterglas och når flera meter i luft. Betastrålning utgör en
risk för människan om partiklarna kommer in i kroppen, dessutom kan betastrålningen ge skador på ytliga
organ som ögats lins.
-strålning (gammastrålning) är energirik, kortvågig elektromagnetisk strålning. Våglängd ungefär 1-12m.
Vid sönderfallet kan atomkärnan bli exciterad. På sin väg tillbaka till grundtillståndet sänder den sedan ut
energiöverskottet som kortvågig elektromagnetisk strålning.
Den uppstår t.ex. i samband med kärnklyvning och då tillsammans med - och -strålning.
Påverkar till skillnad från - eller -sönderfall inte atomens sammansättning.
Att stoppa -strålning är inte lätt men t.ex. tjocka lager av bly, metertjock betong och flera meter vatten kan
stoppa den.
Gammastrålning är mycket farligt för människan.
Halveringstid
Den tid som det tar för hälften atomer av en radioaktiv isotop har fallit sönder, till exempel 50
atomer av ursprungligen 100 atomer.
Halveringstider kan variera mycket från delar av sekunder till miljoner år:
H har en halveringstid på 12.33 år
C har en halveringstid på 5730 år
235
U har en halveringstid på 7*108 år
33
P har en halveringstid på 25 dagar
86
Rn har en halveringstid på 3,8 dagar
3
14
