K채rnfysik
Vad är kärnfysik? Kärnfysik är förståelsen av atomens kärna, dess beståndsdelar, hur den är uppbyggd och vilka krafter som verkar inom den. Kärnan är uppbyggd av protoner och neutroner, som sedan är uppbyggda av ännu mindre partiklar som kallas kvarkar.
Hur märkte man att atomer har en kärna? 1909 lät Ernest Rutherford sina elever skjuta heliumkärnor (alfapartiklar) mot ett tunt guldfolie. Vid den här tiden visste man inte att det var atomkärnor utan trodde bara att det var en positivt laddad partikel. Eleverna fick sitta och räkna de över en miljon små ljusblixtarna manuellt med ett mikroskop. De flesta blixtarna for bar genom pappret, men några stycken studsade tillbaka och detta gjorde honom väldigt förvånad. Han drog slutsatsen att det måste finnas någon sorts positiv kärna och att de partiklar som träffade kärnan flög tillbaka. De partiklar som inte träffade kärnan flög bara mellan den och elektronerna som kretsar runtom. Enligt hans teori kretsar elektroner runt atomkärnan på samma sätt som planeter kretsar runt solen.
Hur vet man att det finns något som kallas strålning
• Med hjälp av Ernest Rutherfords forskning som visade att atomen har en kärna gjordes det möjligt att upptäcka strålning. Förut trodde man att atomer var dom minsta partiklarna som fanns, men då det motbevisades fanns det helt plötsligt mindre partiklar som vi idag kallar elektroner, protoner och neutroner också. Strålning består av dessa partiklar med undantag för gammastrålning som består av fotoner. Forskare har sedan sett att då en atomkärna delar sig så släpper den ifrån sig partiklar som inte får något hem och därför bara flyger iväg.
strålning Strålning kan uppstå då en atom delar sig, då en neutron förvandlar sig till en proton och neutron, eller då en partikel har för mycket energi och måste göra sig av med den. Det farliga med strålning är att partiklarna färdas väldigt fort och kan slå sönder protein och viktiga celldelar vilket sedan kan orsaka en kedjereaktion där dom sönderslagna delarna flyger iväg och slår sönder andra saker.
Beskriv tre olika sorters strålning Alfastrålning: är en heliumkärna. Den kan färdas kortast distans men gör mest skada Betastrålning: är en elektron eller positron. Kan färdas längre än alfa men kortare än gamma. Gör mindre skada än alfa men mer än beta. Gammastrålning: är en foton. Färdas längst av alla sorter men gör mest skada mot en cell. Den kan däremot lättare ta sig in i celler och gör därför mycket skada. Man kan beskriva det här som att alfa strålning är ett bowlingklot vilket gör väldigt mycket skada men kan inte kastas så långt, betastrålning är en golfboll som kan kastas ganska långt men gör mindre skada och gammastrålning är en airsoft kula som flyger jättelångt men gör inte särskilt mycket skada.
Alfastrålning Alfastrålning bildas då en atom kärna delar sig och bildar två nya grundämnen, men det blir också en positivt laddad heliumkärna av de partiklar som inte behövdes i någon av grundämnena. Den här heliumkärnan blir utstött från dem andra och far iväg därifrån i väldigt hög fart. Alfapartiklar kan färdas cirka en decimeter i luft och kan stoppas med ett papper. För att skydda sig mot alfastrålning behöver du bara se till att inte få in den i kroppen via blod eller luft eftersom den inte är nog stark för att komma igenom huden.
Betastrålning Betastrålning bildas då en neutron förvandlar sig själv till en proton och en elektron och/eller en positron. Protonen stannar kvar i kärnan men elektronen eller positronen flyger iväg från kärnan med hög hastighet och kan slå sönder andra molekyler som sedan kan flyga iväg och ta sönder ännu mer molekyler och bilda en sorts kedjereaktion. Om betapartiklar kommer in i kroppen på något sett tex. Blodomloppet kan dom skapa en kedjereaktion som förstör celler och bildar då en massa restprodukter från trasiga celler, detta kan orsaka cancer. För att stoppa betastrålning räcker det med tunn plåt eller glasskivor. Den kan nå upp till cirka 10 meter i luft. För att skydda sig mot betastrålning behöver du bara se till att den hålls inom ett avskärmat område, tex. En tät metallåda.
Gammastrålning Gammastrålning består av fotoner. Det bildas då en partikel har ett överskott av energi och en del av den där energin omvandlas då till en foton som flyger iväg, för att partikeln ska kunna få bort överskottet. Gammastrålning är den sorts strålning som kan färdas längst och för att stoppa den behövs det en tjockare bly vägg. Det är väldigt svårt att stoppa gammastrålning och det ända riktigt säkra sättet att skydda sig är att vara utom räckvidd för den.
Hur använder vi kunskapen om strålning idag?
Vi använder strålning tex. för att värma mat i mikron och att skicka filer från dator till router. Vi använder det också i sjukvård för att bota cancer. Man riktar då strålningen på dem sjuka cellerna i hopp om att döda dom på samma sätt som en frisk cell gör då den blir träffad. Det kan däremot hända att friska celler blir träffade under processen och skapar nya cancerceller.
En upptäckt inom elektromagnetisk strålning Under 1830-talet byggde Michael Faraday den första Faradayburen som skärmar av elektromagnetisk strålning. Numera kan de flesta studera en Faradaybur i sitt kök i form av en mikrovågsugn. Mikrovågsugnen skulle inte vara en lika trevlig apparat om den inte var innesluten i en Faradaybur. Michael Faraday upptäckte också elektromagnetisk induktion som idag är grunden för elektriska generatorer. Då han gjorde buren så ville han visa att det var möjligt att leda elektromagnetisk strålning.
Kul saker • https://www.youtube.com/watch?v=ZpqLcz9 OASA • http://www.quizme.se/test/karnfysik_34443/
Källförteckning • • • • • •
Karin Illustrerad Vetenskap Wikipedia Mattestugan Allt om vetenskap Strålsäkerhetsmyndigheten