K채rnfysik En internetbaserad bok om k채rnfysik
Vad är kärnfysik? Kärnfysiken är förståelsen om hur atomens kärna , vi går alltså ett steg längre ner i atomen och kollar på den lilla ”Kärnan” och dess beståndsdelar samt hur vi kan påverka och utnyttja kärnan.
Atomens kärna Hur vet vi att Atomen har en Kärna? 1910-1911 genomförde Rutherford och hans medarbetare ett experiment som
skulle bevisa någonting väldigt viktigt. I experimenten sköt man alfapartiklar, det vill säga atomkärnor av helium, mot en tunn folie av guld och kunde till stor förvåning upptäcka att vissa av alfapartiklarna studsade tillbaka åt samma håll som de kom ifrån. De alfapartiklar som studsade tillbaka var de som träffade kärnan; de övriga passerade rakt igenom folien. I och med att man registrerade spridningsvinklarna hos alla alfapartiklar kunde man även beräkna kärnans storlek till mindre än en tiotusendel i förhållande till hela atomens storlek. De alfapartiklar som träffade kärnan var positivt laddade och när de träffade kärnan som också är positivt laddad trycks dem ifrån varandra.
Strålning Det finns 3 olika sorters strålning som påverkar oss mer eller mindre. Joniserad strålning, Elektromangnetisk & Ickejoniserad strålning och
jag ska nu berätta lite mer om vad strålning är och hur de olika strålningarna påverkar oss. Stoppas av ett papper.
Alfastrålning: Kort räckvidd, Farlig vid direkt kontakt med levande
celler. Det är en heliumkärna.
Betastrålning: Ganska kort räckvidd, längre än alfa. Består av
elektroner eller positroner. Stoppas av en träplanka
Gammastrålning: Lång räckvidd, svår att stoppa. Krävs bly för att
stoppas. Består av elektromagnetiska vågor.
Alfastrålning är när en Atom sönderfaller och delas i två nya
grundämnen, en Heliumkärna lämnas ensam då och skjuts iväg För ingen av dem nya grundämnena vill använda kärnan. Detta resulterar i att den nya kärnan ( Helium) är Radioaktivt. Helium består av 2 Protoner samt 2 neutroner. Alfastrålning är inte speciellt farligt för oss människor men kan framkalla cancer vid direkt kontakt med hudens celler.
Alfastrålning är luftburet och har en räckvidd på ca 10cm och kan
stoppas med hjälp av ett papper.
Strålning är helt naturligt och finns överallt runt omkring oss.
Den kan komma från rymden, solen, och från radioaktiva ämnen i marken som Uran och Radon.
Betastrålning Betastrålning är en joniserad strålning, Den bildas när en neutron
omvandlar sig själv till en positivt laddad proton och en elektron och/eller en positron. Protonen passar in i kärnan och vill gärna stanna där och får därför göra det, elektronen däremot trivs inte och den lämnar då kärnan. Elektronen som då lämnar kärnan förblir radioaktiv och lämnar strålning. Elektronen som lämnar kärnan lämnar i otroligt hög hastighet och ifall den kommer i direkt kontakt med huden och kommer in i vårat blodomlopp kan det förstöra molekylföreningar samt proteiner.
Det bildar ofta kedjereaktioner i kroppen, ifall t.e.x proteinet är förstört kan
de inte förse viktiga organ och det kan i sin tur ge förödande följder.
Betastrålning kan stoppas med hjälp av en träplanka på 1cm och har en
räckvid i fri luft på upp till 10 meter.
Gammastrålning Gammastrålning, det är en elektromagnetisk strålning som bildas när en partikel som har ett överskott
med energi går ner i ett ”lägre” tillstånd och måste därför avge energi. Energin avges då i form av en foton som är en partikel, den tar då över överskottet och fotonen är strålning. Gammastrålning. Gammastrålning är väldigt farlig med tanke på att det kan tränga igenom allt utom större mängder bly. Den är inte lika energirik per partikel och är därför inte lika skadlig som alfa och beta.
Man kan göra en liknelse när det gäller strålning och dess påverkan. Alfa: Ett bowlingklot, flyger kort men gör stor skada. Beta: Golfboll: Flyger längre än Alfa men gör inte lika stor skada. Gammastrålning: Soft air gun: Färdas väldigt långt och tränger genom mycket, gör inte lika stor skada
som alfa och beta. Men även den minsta partikeln kan gör stor skada om den ”träffar rätt”
Joniserande strålning Joniserande strålning är ett samlingsbegrepp på
strålning som har förmågan att slå ut elektroner ur atomer som den kolliderar med, vilket förvandlar atomerna till joner.
https://www.youtube.com/watch?v=MZSPzCb42XY
Elektromagnetisk strålning fotoner på alla våglängder, det kan vara korta vågor som gammastrålning eller långa vågor som radio eller mikrovågsugnar. De färdas i ljusets hastighet.
Hur använder vi strålning idag? Idag utnyttjar vi strålning i kontrollerad form i t.e.x mikron för att värma maten eller att lyssna på radio. Vi använder det också på sjukhus för strålbehandling,
då skjuter vi strålning mot oftast en cancertumör därför att strålning har förmågan att döda levande celler. När det gäller cancer där det oftast används så är det strålning som behövs för att förstöra cancercellerna. Tyvärr sker det att strålningen inte enbart träffar cancern och förstör organ samt att det förstör friska celler.
Hur vet vi att strålning finns? Vi kan se tidigare samband med hur strålningen upptäcktes med hjälp av
Ernest rutherfords forskning som bevisade att atomen har en kärna. Varför blev det då möjligt? Om vi går tillbaka längre i tiden så trodde människorna att atomen var det minsta partiklarna som existerade. När han bevisade det uppkom det också att det finns andra byggstenar i kärnan. Idag kallar vi Protoner,neutroner och elektroner. Det är dessa partiklar som ”används” vid strålning om vi förbiser gammastrålning som är består av fotoner.
Efter alla dessa framsteg har forskare bevisat att atomkärnor som delar på
sig har en förmåga att släppa iväg partiklar. Atomkärnan är då radioaktiv och den frigjorda partikeln strålar.
Skydda sig mot strålning. Vi utsätts för strålning hela tiden, solen utger strålning, våra
telefoner och radio m.m.
Bästa sätten att skydda sig mot de farliga strålningarna som jag
tidigare beskrivit är att lämna platsen där det strålar så fort som möjligt. Vi kan använda solskydd/Faktor för att skydda oss mot solens strålning som den alstrar för det kan utveckla hudcancer. Bästa sättet är att undvika platserna där det kan finnas strålning, skulle vi ändå hamna på ett radioaktivt område rekommenderar jag att springa. Ju kortare tid vi utsätts för strålning desto större chans för överlevnad.
James Maxwell bidrog till forskningen om elektromagnetisk strålning genom att han
förklarade de grundläggande lagarna om elektricitet och magnetism, en teori om elektromagnetism. Maxwells ekvationer visade att hastigheten- av elektromagnetiska vågor- var ungefär samma som ljusets hastighet, 300 000 km/sekund.
Det var också James Maxwell som först lade fram teorin att ljus var en slags
elektromagnetisk strålning. Han menade på att det var olika frekvenser av strålning. Maxwell sa att det betyder att det borde finnas strålningsfrekvenser hos andra ämnen än ljus, vilket visade sig vara helt korrekt när Heinrich Hertz genererade de första radiovågorna. Nu spreds kunskapen- om elektromagnetiskt spektrum och radio, tv och mobiltelefoner är resultat- av Maxwells forskning. Han levde på mitten av 1800 talet.
www.youtube.com/watch?v=cl1gLgmouwU https://www.youtube.com/watch?v=EkHqDuyzNdw https://www.youtube.com/watch?v=KJeOgny_CTg
Källförteckning Mattestugan Karin Strålsäkerhetsmyndigheten Strålning.se Allt om vetenskap Illustrerad vetenskap