Lektionsanteckningar vecka 48

Lektionsanteckningar vecka 48
Atomnummer och masstal


När man använder den kemiska beteckningen för en atom kan man skriva ut siffror som talar om
hur många protoner som finns i atomens kärna. Detta nummer kallas atomnummer. Ex: 2He
atomnummer
Ibland sätter man också ut ett nummer som talar om hur många partiklar det finns
masstal
Totalt i kärnan dvs. protoner och neutroner, detta nummer kallas masstal. Ex: 4He
Isotoper

Atomkärnorna hos atomerna i ett grundämne innehåller alltid lika måna protoner, däremot kan
antalet neutroner vara olika. Om vi tar grundämnet väte som exempel så kan det innehålla tre olika
varianter av väteatomer, där det som skiljer är antalet neutroner i kärnan. Ex:
eee+
+
”vanlig” väteatom

väteatom med en neutron
+
väteatom med två neutroner
De olika varianterna av atomer i ett grundämne kallas isotoper väte har tre olika isotoper.
Radioaktivitet

Vissa grundämnen sänder ut joniserande strålning. Detta beror på att krafterna mellan protoner
och neutroner i kärnan inte är i jämvikt, kärnan blir då instabil. Detta gör att det finns en risk att
den sönderfaller. När det sker sänds det ut joniserande strålning, som kan vara av tre olika typer:
Alfasönderfall: 2 protoner & 2 neutroner skjuts ut ur kärnan
e-
Betasönderfall: en elektron skjuts ut från kärnan
Partikelstrålning Joniserande
strålning
Gammastrålning: elektromagnetiska vågor sänds ut, inte partiklar
Instabil atomkärna






Grundämnen som består av atomer med instabil kärna, som faller sönder, kallas radioaktiva
ämnen. Uran är ett exempel på ett grundämne som är radioaktivt.
Atomkärnorna i radioaktiva ämnen sönderfaller tills de bli stabila bly-atomkärnor.
Halveringstid är den tid det tar för häften av atomkärnorna i ett radioaktivt ämne att sönderfalla.
Om du har en bit Uran kommer det ta 250 000 år för hälften av atomkärnorna att falla sönder,
Urans halveringstid är alltså 250 000 år. Andra radioaktiva ämnen har andra halveringstider.
Styrkan hos ett radioaktivt ämne mäts i becquerel (Bq) (uttalas bäckerell). Om styrkan är 1 Bq
betyder det att det sker ett sönderfall varje sekund.
Vi utsätts hela tiden för olika typer av strålning från t.ex. marken och berggrunden, rymden,
byggnader där man använt blåbetong (s.k. radon hus, radon är en radioaktiv gas).
Strålning från radioaktiva ämnen kan upptäckas med hjälp av olika mätinstrument.
Användningsområden för radioaktiva ämnen



Joniserande strålning bryter ned levande celler och kan användas för att förstöra tumörer vid
behandling av cancer.
Radioaktiv konstgödsling inom växtforskning. Genom att mäta radioaktiviteten i en växt så kan man
se hur bra växten har tagit upp konstgödningen.
Vid papperstillverkning för att få rätt tjocklek på pappret. Ett radioaktivt ämne får stråla mot
pappret och så mäter man hur mycket strålning som tar sig igenom pappret. Är papperet för tjockt
så blir strålningen på andra sidan papperet svag. Är papperet för tunt kommer strålningen på andra
sidan papperet bli stark.
Kärnklyvning – Fission



När en atomkärna klyvs så frigörs en massa energi i form av värme.
Detta utnyttjar man i kärnkraftverk. I ett kärnkraftverk använder man Uran och fria neutroner. När
en neutron krockar med en atomkärna i Uran så klyvs kärnan i två delar. När detta sker kommer det
att frigöras nya neutroner som i sin tur kan klyva nya atomkärnor, man har startat en s.k.
kedjereaktion.
I kärnvapen startar man en okontrollerad kedjereaktion som ger upphov till en kraftfull
energiutveckling i form av värme och ljus.
Kärnsammanslagning - Fusion






Man kan också frigöra massa energi genom att slå samman mindre atomkärnor till större. Detta
kallas fusion.
Solenergin skapas inne i solen inre genom fusion genom att väteatomer slås samman till
heliumatomer.
I vätebomber utnyttjar man fusion.
Att använda fusion som energikälla innebär vissa svårigheter:
- Det krävs en temperatur på 50 miljoner grader för att starta fusionen.
- Det finns inga bra material för att innesluta den varma massan.
- Det är svårt att hålla igång fusionen i lagom takt.
Fördelarna skulle kunna vara att:
- Det finns tillgång till mycket bränsle (väte).
- 25 gram bränsle räcker till en genomsnittseuropes livsförbrukning av energi.
- Mindre risker än med kärnkraft.
Försöksanläggningar för fusion finns bl.a. i Storbritannien och USA och det byggs just nu en
anläggning i Frankrike tillsammans med bl.a. Sverige, den ska vara klar 2019.