FYS241

Question 1

A, Z, N

Answer 1

A(øverst) = nukleountall/mssetall = N+P

Z(nederst) = atomtall = P

N = nøytrontall

Question 2

nuklider, isotoper, isobarer og isotoner

Answer 2

Nuklider = atomslag med et bestemt antall nøytroner og protoner

Isotoper = nuklider ed likt antall protoner (oppfører seg kjemisk lit, men ulik kjernefysikk)

Isobarer = nuklider med samme massetall, A = N+P

Isotoner = nuklider av samme nøytrontall, men ulik Z

Question 3

Pot.energi

Answer 3

U = 1/(4∏Éo) *(q1q2)/r12

Question 4

Radius kjerne

Answer 4

r = r0A^(1/3), r0 = 1,2*10^-15

Question 5

Bindingsenergi

Answer 5

Eb = [ZMh + NMn - M(Z,A)]c^2

Question 6

Kjernemodeller

Answer 6

1. væskedårpemodellen = observerte bindingsenergier, formel blir gitt
2. Skallmodellen =

Question 7

Alfa-, beta- og gammapartikkel

Answer 7

Alfa = 4,2-He kjerner (bøyes oppover i mag.falt)
beta = Elektron eller positron (bøyes nedover i mag.felt)
Gamma = Høyenergiske fotoner

Question 8

Desintegrasjon, N

Answer 8

N = N0e^(-lambda*t)
lambda = desintegrasjonskonstant = sannsynlighet for desintegrasjon

Question 9

Halvveringstid

Answer 9

N(T1/2) = No/2

T1/2 = ln(2)/lambda

N(T) = No/2^n

Question 10

Midlere levetid, tau

Answer 10

Tau = 1/lambda

Question 11

Aktivitet, A/R

Answer 11

R = lambdaN(t)
= lambdaNoe^(-lambdat)
= R0e^(-lambdat), R0 = lambda*N0

[Bq]

Question 12

Spesifikk aktivitet

Answer 12

Lambda*N/M, M = mass

[Bq/kg]

Question 13

Desintegrasjonsenergi, Q for alfa

Answer 13

Energien som frigjøres i løpet av desintegrasjonen, fordeles likt mellomdatternukliden og K.E. til partikkelen.

A minker med 4, Z minker med 2, N minker med 2

alfa: Q = (Mx -My -Malfa)*c^2
- Diskrete verdier for alfa-partikkelens kinetiske energi)
- For Q mindre en null: desintegrasjon skjer ikke spontant

Question 14

Beta minus og beta pluss desintegrasjon

Answer 14

For mange protoner eller nøytroner

A er uendret, Z øker eller minker med 1

Beta-minus: nøytronoverskudd
(A,Z X ) > (A, Z+1 Y) + (0,-1 e-) + (0,0 Ṽ)
prosessen: (1,0 n) > (1,1 p) + (0,-1 e-) + (0,0 Ṽ) nøytron blir proton

Beta-pluss: protonoverskudd
(A,Z X) > (A,Z-1 Y) + (0,1 e+) + (0,0 v)
prosessen: (1,1 p) > (1,0 n) + (0,1 e+) + (0,0 v) proton blir til nøytron

Ṽ = antinøytrino, v= nøytrino, e+ = positron, e- = elektron

Question 15

Desintegrasjonsenergi, Q for beta

Answer 15

Q(beta + ) = [Mx - My - 2me]c^2

Q(beta -) = [Mx - My]c^2

Dersom Q > 0: prosessen mulig

kin.energi til beta-patrikkelen er kontinuerlig fordelt , Kmax = Q, mens gjennomsnittelig beta-energi = Q/3

Question 16

Elektroninnfanging

Answer 16

Konkurrere med beta+ desintegrasjon (protonoverskudd). Kjernen skjer et elektron fra innerste skall, Qec = [Mx-My]c^2

I prosessen utgis røntgenstråling når videre elektroner hopper innover for å fylle skallene, denne er karakteristisk for grunnstoffet.

Question 17

Radioaktiv datering

Answer 17

Måler mengden C-14. Dannes i atmosfæren og er i alle levende organismer.
Forholdet mellom C-12 og C-14 er tilnærmet konstant ≈ 1,3*10^12.

R = R0e^ - lambda*t
t = 1/lambda * ln(R0/R)
= (T1/2)/ln(2) * ln (R0/R)

Question 18

Gamma-stråling

Answer 18

Datterkjerne eksistert etter desintegrasjon, gamma utsendes og kjernen faller til et lavere energinivå

Fotonenergi = hf

(A,Z X*) > (A,Z Y) + gamma

Question 19

Desintegrasjonsskjema

Answer 19

Retningen forteller noe om hvordan atomnummeret endres. Mot høyre = øker eller ikke nedres, venstre = minker

Alfa : tegnes mot venstre (minker)
Beta + : tegnes mot venstre (minker)
Beta - : tegnes mot høyre (øker)
gamma: tegnes mot høyre (ingen endring)

Question 20

Tunnelering

Answer 20

Gjør det mulig for en alfa-partikkel å komme ut av kjernen til tross for at den ikke har nok energi til å overvinne coulomb-barrieren

Større sannsynlighet ved høyere energi, og kortere halveringstid for foredrekjernen

Question 21

Elektronkonvertering

Answer 21

Istedenfor å sende ut et gammafoton kan kjernen sparke ut et elektron fra atomet for å kvitte seg med overskuddsenergi.
Etterlater hull, når hullet fylles utsendes fotoner med karakteristisk røntgenstråling.

• Sendes oftest fra K eller L-skallet.
  Konverteringskoeffisienten = sannsynligheten for elektronkonvertering, alfa = Ne/Ngamma.

Større sannsynlighet for tyngre kjerner og lave eksitasjonsnivåer.

Question 22

Reaksjonsenergier, Q (eksoterm og endoretm)

Answer 22

eksoterm for Q > 0. Tap an masse og frigitt energi.

Endoterm for Q < 0. Øker i masse og krever energi

Question 23

Bevaringslover for kjedereaksjoner

Answer 23

• energi bevart
• bev.mengde bevart
• Ladningstallet bevart
• Massetallet er bevart

Question 24

Virkningstverrsnitt

Answer 24

I motsetning til q-verdi som sier noe om reaksjonen er energetisk mulig, sier virkningstverrsnittet noe om sannsynligheten for reaksjonen

avhenger av:
- type target(kjerne)
- type og energi til innkommende partikkel

For stort virkningsverrnitt = stor sannsynlighet

Question 25

Fisjon

Answer 25

Tung kjerne spaltes i to lettere, omtrent like store kjerner med frigjøring av energi.

nøytroner emitteres også i prosessen, kan føre til kjedereaksjon

Question 26

Nøytronindusert fisjon

Answer 26

Utnytter nøytroner siden er er uten ladning.