Fysik atomlära
Vad består en atom av och dess laddningar
Proton(+) elektron(-) neutron(neutral)
Vad är atomnummer
Atomnummer: Atomnumret är antalet protoner i atomens kärna och det visar vilket grundämne atomen tillhör. Det bestämmer vilken plats atomen har i det periodiska systemet.
Hur atomens delar är fördelade mellan kärnan och skalen.
K-skal: 2 e L-skal: 8 e M-skal: 8e N-skal: 18 e O-skal: 18e
Vad är elektronhopp
När vi tillför energi till atomen, tex värmeenergi, börjar elektroner elektronerna röra på sig och “hoppar” mellan de olika skalen. Då skapas rörelsenergi som sedan omvandlas till ljusenergi(fotoner).
masstal
Masstalet är summan av antalet protoner och neutroner i atomkärnan. T.ex om en atom har 6 protoner och 7 neutroner blir masstalet 13. Masstalet gör att man kan identifiera olika isotoper av ämnet.
Isotop
Isotoper är atomer av samma grundämne som har samma antal protoner men olika antal neutroner. Det innebär att isotoper av samma grundämne har samma atomnummer men olika masstal. T.ex. har kol två vanliga isotoper: kol-12 (6 protoner & 6 neutroner) och kol-14 (6 protoner & 8 neutroner). Isotoper kan vara stabila eller instabila.
Spektrum
Vitt ljus som passerar genom ett prisma bryts så att ljuset delas upp i olika färger, kallas spektrum. Det finns olika typer av spektrum. Kontinuerligt spektrum och Absorptionsspektrum
Atom kärnans stabilitet
Om krafterna mellan protoner och neutroner i en atomkärna är i jämvikt så är kärnan stabil. De flesta grundämnena är stabila och har nästan lika många protoner som neutroner. Om kärnan inte är stabil sönderfaller den av sig själv och bildar en ny kärna av ett annat grundämne. Ämnen som beter sig så kallas för radioaktiva.
Radioaktivitet och sönderfall
Strålningen från de radioaktiva ämnena sker när kärnan sönderfaller. En del av kärnan skjuts ut ur atomen med jättehög hastighet. Sönderfallet kan ske på två sätt: alfasönderfall/alfastrålning och betasönderfall/betastrålning
Alfasönderfall o formel
Uran är sammansatt med tre isotoper, den vanligaste är uran-238. När en sådan atomkärna sönderfaller skjuter den ut en alfapartikel i hög hastighet. en alfapartikel är en heliumkärna. Varje alfapartikel innehåller 2 protoner och 2 neutroner. Eftersom heliumkärnan som skjuts ut har 2 protoner, mister urankärnan 2 protoner. Kärnan förvandlas då till en annan kärna med 90 protoner, som är ett annat grundämne, Torium. Alfastrålningen som skickas ut (heliumkärnor) kan stoppas av några centimeter papper.
23892 U →234 90Th + 42He
gamma strålning
Gamma strålning är inga partiklar bara väldigt mycket energi. Det uppstår vid alfa och beta sönderfall och kan orsakar cancer och tumörväxt. Det är jättefarligt.
Betasönderfall och formel
Toriumkärnan skjuter iväg en annan partikel, betapartikel. En betapartikel är en elektron. 1 neutron i kärnan omvandlas till 1 elektron + 1 proton. Eftersom kärnan ökar med en proton, ökar också atomnumret med 1.
Alfaönderfallen och betasönderfallen pågår tills det inte finns några icke stabila kärnor kvar. Till sist återstår bara en stabil bly atom av den ursprungliga uranatomen.
23490Th →23491Pa + e-
strålning räckvidd
Alfastrålning - lättast att stoppa, kan stoppas av papper
Betastrålning - svårare att stoppa, 3 cm trä
Gammastrålning - svårast att stoppa 10 cm bly
Olika typ av strålninghar olika genomträgningsförmåga.
Halveringstid
Halveringstid är den tid det tar för ett ämne att minska till hälften. Det används för att räkna ut hur snabbt ett ämne sönderfaller. Vi vet inte när en atom sönderfaller men med halveringstiden kan vi räkna ut hur lång tid det tar. T.ex. har uran-238 en halveringstid på 4,5 miljoner år. När ½ av uran-238 finns kvar har det gått 4,5 miljoner år, och när det finns ¼ kvar så har det gått 9 miljoner år.
ta reda t.ex. hur länge vi behöver förvara radioaktivt avfall innan det blir ofarligt.