Kärnfysik - Att Kunna Flashcards
Varför atomens betydelse “odelbar” inte är helt korrekt:
Den går att dela, även om det är svårt. Annars hade kärnkraftverk (fusion/fision) inte fungerat.
Atomens delar och elektronskalens uppbyggnad:
Består av en positivt laddad atomkärna som är omgiven av negativt laddade elektroner. Elektronerna befinner sig på elektronskal som bara kan hålla en viss mängd elektroner.
Det innersta (K) håller minst, 2, och efter det (L) hålls åtta elektroner. Följande skal kallas M, N, O, P och så vidare.
Atomkärnan består av positivt laddade protoner och elektriskt neutrala neutroner.
Vad som menas med atomens massa och masstal:
Atomens massa: Atomer och neutroner väger ungefär lika mycket. Deras massa är ca 2000 gånger det av en elektron. Nästan all massan är därmed samlad i den väldigt lilla kärnan som därmed har en väldigt, väldigt, hög densitet. Mäts i u som innebär 1 protium.
Masstal: Masstal däremot är antalet neutroner och protoner i en atom, den indikerar ingen specific vikt eller så.
Vad masstalet står för:
Antalet neutroner och protoner i en atom. Atomnumret adderat med mängden neutroner helt enkelt.
Hur man skriver atomnumret och masstalet framför atomens kemiska tecken:
Man skriver atomnumret snett ner till vänster och masstalet snett upp till vänster. Man utgår självklart ifrån den kemiska beteckningen.
Vad som menas med isotop:
(E) Olika atomer av samma slag kan man säga. Det enda som skiljer dem åt är antalet neutroner.
(C) Alla isotoper av ett visst grundämne har samma atomnummer, men olika masstal.
Exempelvis finns grundämnet Syre som bara består av syreatomer. De syreatomerna kan dock skilja sig åt i att de kan ha allt från 8 neutroner till mer än 10. Mängden neutroner bestämmer masstal men de har alla samma atomnummer.
Vätets tre isotoper:
Vanligt väte - (1 proton, 0 neutroner, masstal 1)
Deuterium - (1 proton, 1 neutron, masstal 2)
Tritium (1 proton, 2 neutroner, masstal 3)
Var uppstår dem (utanför ett labb)? Vanligt väte finns i lite allt möjligt, som exempelvis vatten. I en kärnreaktor uppstår Deuterium och Tritsium.
Hur atomer skapar ljus, d v s elektromagnetisk strålning:
- Det börjar med att atomen exciteras/tillförs energi (får mer energi än den brukar ha) vilket får en elektorn att hoppa från ett inre skal till ett yttre skal
- Sedan de-exciteras atomen, den går tillbaka till sitt grundtillstånd. Den återstående energin som måste ta vägen någonstans blir till ljus. Helt enkelt blir det ljus när elektronen hoppar från ett yttre till ett inre skal. Bara ljus nör atomen faller tillbaka.
- Olika färg på ljuset innebär olika energi på ljuset. Olika stort hopp för elektornen beroende på energi. Större/längre hopp leder till mer energirikt ljus.
ljus: mer energi = blått
mindre energi = rött
Elektromagnetisk strålning spektrumet
(C-A)
(Från mets till minst energirik):
Gammastrålning, Röntgenstrålning, UV/Ultraviolett, Infrarött, Mikrovågor, EM-vågor, Radiovågor
Veta vad som menas med radioaktivitet och hur man mäter den i becquerel
(sönderfall/sekund):
Radioaktivt innebär ett ämne som sänder ut strålning genom sönerfallning. Den gör det för att atomkärnan innehåller för mycket energi.
Man mäter det i Becquerel. Mer specifikt antalet sönderall i sekunden.
Känna till tre olika sorters strålning som kan komma ut från radioaktiva isotoper, alfa, beta och gammastrålning:
Det finns alfastrålning som består av en alfapartikel/heliumkärna. Gör att atomen förlorar två protoner och två neutroner, alltså minskar atomnumret med två och masstalet med 4. Ämnet ändras/nytt ämne.
Det finns också betastrålning som består av en betapartikel/elektron. Men var ifrån kommer elektronen? Jo, det är från en av neutronerna i atomkärnan som splittras till en proton och en elektron. Protonen stannar kvar men elektronen skjuts iväg och ut från atomen i form av strålning. Atomen förlorar helt enkelt en neutron och får en proton, alltså stannar masstalet det samma medan atomnumret ökar med 1. Ämnet ändras/nytt ämne.
Sedan finns det också gammastrålning som inte består av partiklar utan istället fotoner. Det är elektronmagnetisk strålning som exempelvis röntgenstrålning. Har ingen påverkning på masstalet eller atomnumret då den inte består av någon partikel.
Känna till skillnaden mellan gamma och alfa/betastrålning, vilken som är elektromagnetisk, ljus, strålning och vilka som är partikelstrålning:
- Alfastrålning (α-strålning)
- Typ av strålning: Partikelstrålning.
- Består av: Heliumkärnor (två protoner och två neutroner).
-Laddning: Positivt laddad.
- Penetrationsförmåga: Låg; stoppas av till exempel ett papper eller huden.
- Användning: Vanlig inom rökdetektorer och viss medicinsk behandling.
- Farlighet: Alfastrålning är farlig om den kommer in i kroppen via inandning eller intag, men den är
ofarlig utanför kroppen på grund av dess korta räckvidd. - Betastrålning (β-strålning)
- Typ av strålning: Partikelstrålning.
- Består av: Elektroner (beta-minus) eller positroner (beta-plus).
- Laddning: Negativt laddad (elektroner) eller positivt laddad (positroner).
- Penetrationsförmåga: Medelhög; kan tränga igenom huden men stoppas av t.ex. ett lager aluminium.
- Användning: I vissa medicinska behandlingar och industriella tillämpningar.
- Farlighet: Kan vara skadlig för huden och kan orsaka inre skador om den tas upp av kroppen. - Gammastrålning (γ-strålning)
- Typ av strålning: Elektromagnetisk strålning, likt ljus men med mycket högre energi.
- Består av: Fotoner (ljuspartiklar) utan massa och utan laddning.
- Penetrationsförmåga: Mycket hög; kan tränga igenom de flesta material och kräver tjockt bly eller
betong för att stoppas.
- Användning: Vanlig inom medicin (t.ex. strålbehandling av cancer) och för att sterilisera utrustning.
- Farlighet: Kan orsaka omfattande skador om den tränger in i kroppen eftersom den når långt in och
kan skada vävnad och organ.
Viktigt att notera:
Gammastrålning är elektromagnetisk, liksom synligt ljus och röntgenstrålning, men med högre energi.
Alfa- och betastrålning är partikelstrålning, eftersom de består av fysiska partiklar som har massa och kan vara laddade.
Gammastrålning är alltså “ljus” (elektromagnetiska vågor) medan alfa- och betastrålning är strålar av partiklar.
Vad som stoppar de tre olika typerna av joniserande, radioaktiv strålning.
För att nå högre kunskapskrav ska du också kunna skriva reaktionsformler på alfa- och betasönderfall:
Alfatrålning:
Stoppas av luften efter bara några centimeter, dessutom direkt av huden eller papper.
Betastrålning:
Har längre räckvidd än alfastrålning då det är elektroner med hög fart. Når några meter i luft, ett par millimeter tjock aluminiumplåt, träskiva eller ett tjockt lager kläder från att tränga igenom huden.
Gammastrålning:
Energirik strålning med kort våglängd. Tränger igenom allt utom ett tjockt lager bly, därför används de både som klädsel och byggmaterial när man har med radioaktivitet att göra.
För att nå högre kunskapskrav ska du också kunna skriva reaktionsformler på alfa- och betasönderfall:
Alfasönderfall: - 4 masstal, -2 atomnummer
Betasönderfall: +0 masstal +1 atomnummer
Förklara vad halveringstid är och hur man räknar ut den genom att titta i diagram.
Atomkärnor som faller sönder gör så slumpmässigt. Halveringtid är ett mått på hur snabbt detta brukar gå till. Markerat tiden då hälften av kärnorna har sönderfallit. Tittar man på ett diagram och det exempelvis är 100 atomer av ett visst ämne från början, kolla hur lång tid det tar för 50 atomer att återstå.
