Atomer och isotoper I en atomkrna finns neutroner

Atomer och isotoper ● I en atomkärna finns neutroner och protoner ● Neutroner och protoner kallas även nukleoner ● Antalet protoner bestämmer grundämnet ● Om olika atomer av samma grundämne har olika många neutroner sägs de vara olika isotoper av grundämnet ● Man kan skriva en isotop med grundämnesbeteckning följt av antalet nukleoner ● T. ex. H-1, Cs-137, Co-60, U-238 osv 6/3/2021 1

Radioaktiva sönderfall ● I en atomkärna förekommer olika krafter ● Elektrostatiska krafter – vill spränga sönder kärnan ● Kärnkrafter – håller ihop kärnan ● Om krafterna inte är i balans vill atomkärnan skapa balans ● Detta sker genom radioaktivt sönderfall ● Vid radioaktiva sönderfall frigörs energi i form av 6/3/2021 strålning 2

Isotoper ● Isotoper kan delas in i � Stabila � α- strålare � β- minus-strålare � β- pluss-strålare 6/3/2021 3

α-, β-, γ-strålning ● α-strålning ● Består av en He-kärna ● Förekommer främst hos tunga atomkärnor ● Atomkärnan sänder ut en tung kärna för att minska sin vikt ● β-strålning – finns i två varianter: β- och β+ ● β- består av en elektron. Vid neutronöverskott skapas en proton av en neutron. Samtidigt skapas en elektron ● Β+ består av en positron. Vid neutronunderskott skapas en neutron av en proton. Samtidigt skapas en positron ● γ-strålning ● Efter ett α– eller β-sönderfall kan atomkärnan få ett tillfälligt energiöverskott/hamna i ett exciterat tillstånd ● Överskottsenergin skickas iväg som fotoner 6/3/2021 4

Enheten e. V ● γ-strålningen från Cs-137 har energin 1, 06*10 -16 J ● Enheten J är obekväm ● Ny enhet: e. V ● 1 e. V = 1, 602 • 10 -19 J ● Byt från J till e. V: ● γ-strålningen från Cs-137 har energin 662 ke. V 6/3/2021 5

Halveringstid och aktivitet ● Radioaktivitet sker genom sönderfall ● Radioaktiva atomkärnor sönderfaller oberoende av varandra ● Aktivitet betecknas A och mäts i enheten 1 Bq = 1 Bequerel = ett sönderfall/s ● Aktiviteten i ett preparat minskar exponentiellt med tiden ● Man beskriver minskningshastigheten med begreppet halveringstid – t 1/2 ● Halveringstid = den tid det tar för aktiviteten att gå ner till hälften eller den tid det tar för hälften av atomerna att sönderfalla 6/3/2021 6

Formler λ=sönderfallskonstant=sannolikheten för att en radioaktiv atomkärna skall sönderfalla Boken har en del formler med sönderfallskonstant. Eftersom halveringstid är ett vanligare använt begrepp kommer jag endast räkna med halveringstid A = aktivitet, N = antalet radioaktiva atomkärnor, t 1/2 = halveringstid 6/3/2021 7

Ett preparat har A=100 k. Bq och t 1/2=5, 2 år. Hur lång tid tar det innan aktiviteten är 12 k. Bq? 6/3/2021 8

Räkneövning sid 346+348 ● Följande uppgifter är lämpliga: 14. 2 -14. 3, 14. 9 -14. 12, 14. 15 -14. 18, 14. 22 6/3/2021 9