Atomen & K채rnfysik
Vad är kärnfysik? Kärnfysik är den del av fysik som handlar om atomkärnor. Allt är uppbyggt av atomer och i kärnfysiken kan man fördjupar man sig om grundämnena och vad dem består utav.
Varför är det viktigt? Anledningen till att kärnfysik är viktigt är för när vi kom på att man kunde t.ex dela atomkärnan hade det jättestor påverkan på vårt samhälle då det uppkom kärnkraftverk som är anledningen att vi kan använda så mycket elektricitet idag. Det har i sin tur lett till utökad teknik som igen har påverkat samhället. Det påverkar också vår naturen då all teknik kommer från naturresurser, t.ex för att få koppartråden som är i din lampa behöver man bryta malmen för att göra kopparn.
Atom • Vad är en atom? • Hur är den uppbyggd? • Vad heter skalen runt om atomkärnan och hur många elektroner får det plats i dem? • Vem ”uppfann” atomen? • Hur får jag reda på hur många elektroner som exempelvis Syre har? • Vart kan jag göra en prototyp av exempelvis Syre? Om du undrar någon av dem ovanstående frågorna kolla då in videon där!
https://www.youtube.com/watch?v=xHyHIE
Vill du veta..
..skillnaden pü atomer, joner och molekyler‌
https://www.youtube.co
Strålning Strålning är en naturlig del av vår miljö och det finns i regel två typer av strålning, joniserande strålning och icke-joniserande strålning, däremot så finns det flera olika typer av joniserandeoch icke-joniserande strålning. Strålningen kommer från rymden, solen och från radioaktiva ämnen i marken och i din egen kropp. Om en person blir utsatt för höga doser av joniserande strålning kan kroppens celler dö eller bli skadade. Hur stor skada som uppstår beror på vilken typ av joniserande strålning eller hur mycket av strålingen som personen blivit utsatt för.
Jonisering? En jon är en atom som har mer eller mindre elektroner än protoner. Det finnas både positiva och negativa joner. Jonisering är när atomen antingen tappar eller bildar en elektron/proton.
Radioaktiv strålning Radioaktiv strålning är strålning som kommer från atomkärnan. Strålningen uppkommer när en atom sönderfaller och gör sig av med energi. Om en atomkärna är stabil sönderfaller den inte. Isotoper med för många eller för få neutroner har ett överskott på energi vilket gör dem instabila. Dessa isotoper kommer att sönderfalla. Det finns tre typer av radioaktiv strålning: alfastrålning, betastrålning och gammastrålning. Här är en kort video som förklarar strålningarna
https:// www.youtube.com/watch?v=s1g
Isotoper är varianter av ett grundämnen, som har olika antal neutroner, och därför olika masstal.
Alfasönderfall Masstal
238 U 92
Atomnummer = protoner i kärnan
234 Th 90
Det här är den kemiska betäckningen för Uran och när atomkärnan sönderfaller bildar den en alfapartikel. Varje alfapartikel består av två protoner och två neutroner och om man kollar i det periodiska systemet så ser man att det är en heliumkärna.
4 = alfapartikel He 2 Eftersom att Uran skjuter ut två protoner ändras atomnummret till 90 och då ändras atomen också till ett helt annat grundämne, nämligen Torium i det här fallet. Betasönderfall
234
Th
Toriumkärnan sönderfaller av sig själv efter en viss tid och 90 då skjuter den ut en annan partikel, en så kallad betapartikel. Betapartikeln är i själva verket en elektron och eftersom att kärnan inte har någon elektron tänker man att en neutron förvandlas till en elektron plus en proton. Därför ökar 234 atomnumret med en men vi har samma masstal och vi får Pa 91 grundämnet palladium.
Gammastrålning Vid en del sönderfall kommer det en annan typ utav strålning som kallas gammastrålning. Den strålningen består inte utav partiklar utan som röntgenstrålar utav elektromagnetisk strålning. Elektromagnetisk strålning och elektroner kan även skapas på konstgjort väg av röntgenapparater och acceleratorer genom att elektroner kolliderar med olika ämnen, då skapas röntgenstrålning och bromsstrålning. Röntgenstrålning når långt men stoppas av några millimeter bly medan det behövs tjocka blylager eller betong för att stoppa bromsstrålning. Dok upphör båda strålningarna efter apparaten stängs av. En annan vanliga joniserande strålningar är: • Neutronstrålning som stoppas av några meter vatten och finns naturligt på samma sätt som alfa-, beta- och gammastrålning, men det uppkommer dessutom neutronstrålning bland annat vi kärnklyvning i kärnkraftsreaktorer och finns inne i reaktorn då den är i drift.
Joniserande strålning
Joniserande strålning kan delas in i elektromagnetisk strålning och är en vågrörelse av elektriska och magnetiska fält. Partikelstrålning är en ström av partiklar från atomkärnor
Elektromagnetisk strålning
Gammastrålning
Bromsstrålning
Partikelstrålning
Alfastrålning
Röntgen strålning
Betastrålning
Neutronstrålning
Icke-joniserande strålning är strålning som inte kan slå sönder atomer eller molekyler vilket leder till att det inte bildas några joner, men det betyder inte att icke-joniserande strålning inte orsakar andra förändringar och skador hos den som bestrålas. Optisk strålning är en typ av ickejoniserande strålning.
Icke-joniserande strålning •
Synligt ljus är den optisk strålningen du ser som exempelvis ljuset från en vanlig glödlampa
•
UV-strålning som vi exempelvis får utav solen, men även kan skapas på konstgjord väg i solarier eller elsvetsar. Det är UVstrålningen som påverkar hudcellerna när du bränt dig i solen, vilket kan leda till hudcancer.
•
Infraröd strålning sprids ut från alla varma föremål, element, spisplattor, glödlampor.
•
Radiofrekvent strålning som är mikrovågor, radiovågor och lågfrekventa elektromagnetiska fält och större delen av den strålning är skapad på konstgjord väg.
•
Ultraljud kan användas för att undersöka organ och foster.
Icke-joniserande strålning
Optisk strålning
Synlig ljus
Ultravioletta strålar (UV)
Ultraljud
Radiofrekvent strålning
Infrarödstrålning
Hur använder vi strålning idag? Även fast strålning är farligt så hjälper det oss om vi hanterar det rätt. Vi använder självklart olika typer av strålning för olika saker. Betastrålning kan exempelvis användas för behandling av struma och gammastrålning används vid röntgenundersökningar. Röntgenstrålning används t.ex av tandläkare då dem ska kolla om vi har några hål i tänderna, det är därför dem stoppar en tunn blyskiva runt din hals som ska skydda din sköldkörtel när dem ska ta bilden. Det finns också ett alfastrålande ämne i en vanlig typ av brandvarnare, men då är det säkrat så att ingenting av strålningen kommer ut.
Ultraviolett strålning ger oss t.ex: •
ökat med D-vitamin i huden.
•
mer produktion av vissa celler i huden
•
göra huden tjockare.
•
mer pigment i huden.
Strålskador kan ledda till cancer och genetiska skador. På gravida kvinnor kan strålning även påverka fostret, därför måste man vara försiktig med hur nära farlig strålning man är.
Hur skyddar du dig bäst mot farlig strålning? Det finns tre saker du kan göra för att skydda dig mot strålning: 1. Avstånd. Ju längre avstånd mellan dig ock strålningen desto bättre. 2.
Om du inte kan undvika strålningen så försök att blir bestrålad så kort tid som möjligt.
3. Om du inte kan undvika att vara i t.ex samma byggnad som strålningen placer saker mellan dig och det. En vägg, tak, etc.
Wilhelm Conrad Röntgen 1845-1923 Wilhelm Röntgen studerade egentligen katostrålar och när han en dag hade skärmat av glasröret som han då använda till sin forskning med svart papper och upptäckte att ett “osynligt” ljus trängde igenom det. I närheten fanns nämligen en kartongbit som var täckt med fluorescerande ämne(det lyser när det blir träffad av ljus) och det lös trotts att inget synligt ljus träffade den. Röntgen låste då in sig i laboratoriet och för att studera. Han blev snabbt berömd efter att ha publicerat upptäckten år 1895 och inte bara fysiker intresserade sig utav strålningen utan läkare också då dem förstod att det skulle bli första gången det gick att titta in i mäniskokroppen utan att skära i någon.
Före kunde bara läkarna bara lyssna på patienternas egna berättelser och efter det ställa diagnos. Upptäckten skrämde många, till exempel Wilhelms fru som med på en av dem första bilderna han tog med den nya typen av strålning. Efter att ha sett hennes bröllopsring hänga löst på benet gick hon nämligen aldrig mer i närheten av hans maskiner.
Endast ett år efter upptäckten av röntgenstrålarna som Wilhelm då kallade x-strålar användes dem inom vården, först för att göra diagnoser och seden även för behandlingar av cancer. På 1900-talets början visste man inte att röntgenstrålarna kunde vara skadliga, vilket ledde till att om läkarna använde för höga stråldoser kunde patienter få brännskador. Forskare som arbetade mycket med röntgenstrålar fick också ofta cancer och till sist började man bland annat kapsla in röntgenrören i bly då strålarna inte går igenom. Fortfarande idag använder vi samma typ av röntgensätt som Wilhelm upptäckte, med några små ändringar för att göra det säkrare. Det dock fortfarande farligt med långvarig bestrålning, det är därför läkarna går ut när du ska röntgas.
För sin upptäckt fick Röntgen Nobelpris i fysik 1901, det första som delats ut.
Vad har Röntgens upptäckt inneburit för samhället? Röntgenstrålning är en av historiens viktigaste upptäckter då det har gjort att sjukhus kan ställa säkrare diagnoser och att patienter slipper onödigt lidande då säkerheten har ökat och vårdmöjligheten förbättrats.
Testa dig själv!
Vad är en atom?
Vad är skillnaden på joniserande och ickejoniserande strålning?
Vem är Wilhelm Röntgen?
Svaren finns i texten.
Källor
Några till sidor på strålsäkerhetsmyndigheten.se
http://www.stuk.fi/ihminen-ja-sateily/mitaonsateily/sv_FI/vad_ar_stralning/ http://www.okg.se/sv/Sakerhet/Stralning/ https://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/start/om-stralning/joniserande-stralning/ https://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/start/Om-stralning/Ickejoniserande-stralning/ https://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/start/om-stralning/
http://www.nobelmuseum.se/sv/skola/lar-dig-mer-rontgen
http://www.okg.se/sv/Sakerhet/Stralning/
http://www.tekniskamuseet.se/1/1801.html
Jag har valt dessa källor efter att ha kollat in andra källor med samma typ av information och valde sen den för att dem källorna var mest trovärdiga. Exempelvis strålsäkerhetsmyndighen är en hemsida som endas handlar om strålning och finns på andra språk.