tentaplugg.nu av studenter för studenter

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Storlek: px
Starta visningen från sidan:

Download "tentaplugg.nu av studenter för studenter"

Transkript

1 tentaplugg.nu av studenter för studenter Kurskod F0006T Kursnamn Fysik 3 Datum LP Material Laborationsrapport radioaktivitet Kursexaminator Betygsgränser Tentamenspoäng Övrig kommentar

2 Sammanfattning Denna rapport är skriven utifrån två laborationer A och B som utfördes torsdag 7 april på Luleå Tekniska Universitet under handledning av professor Alexander Soldatov. I moment A bestämms radioaktiviteten i form av gammastrålning Cs-137 utifrån ett prov gädda från Ormsjön, Dorotea. Detta har bestämts med hjälp av en scintillationsdetektor som fångar upp gammastrålning, kopplad till en dator med programmet Windas som i olika kanaler registrerar energinivåerna. Det huvudsakliga resultet gav att gammastrålningen Cs-137 från gäddan 7,38 kbq/kg respektive 238 Bq/kg för K-40. De huvudsakliga slutsatserna från laborationen är att värdet för Cs137 ligger över livsmedelsverkets gräns om 1,5 kbq/kg och provet är därmed icke ätligt. I moment B studeras betastrålningen av ett prov med en liten mängd Cs-137 samt den inre konversionen för K- respektive L-skal av samma provtyp. En aliminiumstav preparerad med Cs- 137 har förts in i en halvledardetektor inställd på att detektera β-partiklar. Halvledardetektorn har varit inkopplad till en dator med tillgång till programmet Windas, som registrerar ett β-spektrum med olika energinivåer. Utifrån detta spektrum kan man bestämma betastrålningen och den inre konversionen för respektive skal. Vi fann att värdena för den maximala energin för utsända -partiklar vid sönderfall av Cs-137 till en exciterad Ba-137 gick till 0,510 MeV, att jämföras med det teoretiska värdet 0,514 MeV. Den inre konversionen för K-skalet bestämdes till 0,624 MeV vilket är detsamma som det teoretiska värdet. Därefter bestämdes energin vid L-skalet till 0,656 MeV som ska jämföras med det teoretiska värdet 0,65635 MeV. Slutsatsen av moment B är att de uppmätta värdena stämmer bra överens med de teoretiska. 1

3 Innehållsförteckning Sammanfattning... 1 MOMENT A... 4 Bakgrund... 5 A1 Inledning... 5 Svar till frågor... 7 Redovisning för hemuppgifter... 7 A2 Metod och utförande... 8 A3 Mätdata... 9 A4 Analys A5 Diskussion och slutsatser MOMENT B Bakgrund B1 Inledning Sönderfall av Cs Inre konversion B2 Metod och utförande B3 Mätdata B4 Analys B5 Diskussion och slutsatser Referenser

4 3

5 MOMENT A Radioaktivitet i livsmedel - gammastrålning 4

6 Bakgrund Denna laboration genomfördes torsdag 7 april på Luleå Tekniska Universitet under handledning av professor Alexander Soldatov. Problemformuleringen för rapporten moment A är att bestämma radioaktiviteten i Cs-137 utifrån den gammastrålning ett prov med gädda (Dorotea, Ormsjön) utsänder. Rapporten har utgått ifrån det kompendium som finns att hämta på fronter, se referens. Notera att samma moment också skulle göras för K-40, men att vi på grund av tidsbrist inte hann göra detta. Därför presenteras endast Cs-137 i detta moment. A1 Inledning Laborationen är av intresse inte bara för förståelsen för det fysikaliska, men också som bakgrund för den fysikaliska historiken inom radioaktivitet och strålning. Att kontrollera radioaktivitet i livsmedel är något som utförs kontinuerligt även idag i Sverige och det är således av allmänintresse att förstå detta. Den radioaktiva isotopen Cs-137 regnade ner över svenska marker och vattendrag efter kärnkraftsolyckan i Tjernobyl Främst delar av mellersta Sveriges kustband och det nordligare inlandet drabbades; men också delar av södra Sverige, bland annat anslutande vattendrag till Vänern, om än i små andelar. Fortfarande hittas Cs-137 i viltkött, insjöfisk och svamp. De baslivsmedel vi stoppar i oss idag innehåller mycket små andelar cesium och utgör ingen risk vid förtäring, och de allra flesta livsmedel ligger under den upprättade gränsen om bequerel per kilo för viltkött, svamp, bär och insjöfisk samt 300 bequerel per kilo för övriga livsmedel. Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) gör systematiska undersökningar av halter i exempelvis vanlig mjölk. Det är av allmänt intresse att radioaktiviteten för maten vi får i oss ligger under gränsvärdena. Cesium-137 sönderfaller till Barium-137 vilket visas i figur A.1. Detta är ett beta minus-sönderfall då barium har en mer proton än vad cesium har. Beta minus-sönderfall kan ske när massan av den ursprungliga atomen är större än den slutliga atomens. Under sönderfallet transformeras en neutron till en proton, en elektron och en antineutrino. När Cesium-137 sönderfaller leder det ofta till att gammafotoner med en energi på 0,66MeV sänds ut från den exciterade dotterkärnan. Detta sker på grund all energi som avges av att barium-kärnan ofta har ett exciterat tillstånd där neutroner och protoner rör sig våldsammare än vanligt. När kärnan lugnat ner sig avges exakt samma mängd överskottsenergi i form av en gammafoton.en liten del av sönderfallet från Cesium-137 går direkt till stabilt Barium-137, vilket kallas direktsönderfall. Detta registreras inte av scintillations-detektorn som släpper igenom gammastrålning. En stabil dotterkärna kan aldrig sönderfallas direkt. Figur A.1 sönderfallsschema för Cs

7 Kalium-40 är en naturlig radioaktiv isotop som alltid har funnits i naturen. Ämnets sönderfall visas i figur B.2. Kalium-40 är den radioaktiva isotop som dominerar strålningen från våra kroppar och finns i människor, djur och växter. Kalium-40 är bara 0,0117% av naturligt förekommande kalium. Mönstret för kalium-40 är komplicerat då det består av olika sönderfall med slutprodukter av olika grundämnen. 89% av sönderfallet är beta minus-sönderfall till Kalcium-40 och 11% är elektroninfångning till argon-40. Elektroninfångning sker när energin inte räcker för att avge en positron. Detta sker då atomkärnan har för många protoner och för låg energi. Figur A.2 sönderfallsschema för Kalium-40. Reaktionsformlerna för Cs-137 beskrivs nedan. Det ena processen för sönderfallet (sannolikhet 93,5 %) beskrivs enligt och A(1), A(2) där är en exciterad bariumatom i ekvation A(1) och A(2), och är en gammafoton i A(2). Den andra processen för sönderfallet (sannolikhet 6,5 %) beskrivs enligt. A(3) Beta minus-sönderfall av Kalium-40: A(4) Sannolikhet: 89% Elektroninfångning av Kalium-40: A(5) Sannolikhet: 11% 6

8 Svar till frågor 1) Varför mättes inte betastrålningen från flygplanen? Flygplanen mätte med hjälp av en scintillationsdetektor. Den registrerar inte betapartiklar då utrustningen mäter ljuspulser som inte avges från betapartiklar. Det finns två avgörande anledningar till att flygplanet inte kunde mät upp någon betastrålning under mätningen. Den ena är att betastrålningen inte var tillräckligt stark för att nu upp till den höjd flygplanet höll under mätningen och det andra är att den kosmiska strålningen på den höjd som planet befann sig under mätningen var så stor att den störde mätningen av betastrålningen. 2) Varför var inte I-131 ett problem i Sverige? Av de partiklar som nådde hit vid Tjernobylolyckan så var det I-131, i folkmun kallad jod, som stod för största andelen av partiklarna. Vid en radioaktiv förorening så kommer mjölken hos kossorna tidigt att visa att något är fel. Anledningen till varför Sverige inte drabbades var just att vi hade inte släppt ut kossorna på vårbete vilket brukar ske i början av maj, men som skjöts upp tills värdena av I-131 hade sjunkit. Södra Europa har tidigare vårbete och drabbades därför hårdare av I-137, men även om I-137 stod för största andelen partiklar så har partikeln en halveringstid på 8 dagar. Det är därför Cs-137 är mer allvarlig eftersom halveringstiden är 30,17 år. 3) Varför är I-131 farligt? När I-131 upptas av vår kropp så ansamlas ämnet i sköldkörteln och tränger ut det naturliga jod som finns där. Därefter kommer I-131 att påverka våran kropp inifrån, där vår vävnad är mycket mer känslig för strålning. Detta kan leda till att sköldkörtelscancer utvecklas. Vid utsläpp av I-131 så kan jod-tabletter intas för att motverka I-131 negativa effekter, vilket man bland annat har gjort i Japan efter kärnkraftsolyckan där. Tabletterna måste dock tas innan I-131 kommer in i systemet. Redovisning för hemuppgifter 4) Vad är bakgrundsstrålning? Bakgrundsstrålning menas med den strålning som finns naturligt i vår omgivning. Det kan t ex. vara strålning som kommer in från världsrymden; kosmisk strålning. Det kan även komma från berggrunden, som kan innehålla uran. Även kroppen själv innehåller radioaktiva isotoper, de viktigaste är C-14 och K-40 och de uppgår till en strålningsdos om ca 0,2 msv per år. 5) Beräkna aktiviteten för 1,0 kg Seltin I A(6) beräknas den totala massan K-40 A(6) 7

9 I A(7) beräknas sönderfallskonstanten 1 A(7) I A(8) beräknas antalet K-40 atom I A(9) beräknas slutligen aktiviteten för K A(8) A2 Metod och utförande A(9) Följande utrustning användes under laborationen moment A: Mätbehållare med prov Gädda från Ormsjö, Dorotea. Scintillationsdetektor Datorutrustning o Dator kopplad till detektorn o Elektronikbox o Programmet Windas Scintillationsdetektorns funktion i laborationen är att mäta gammastrålningen från livsmedlet, i detta fall prov från en gädda. Detektorn skyddas av ett aluminiumhölje som inte släpper igenom betastrålningen för att få ett renodlat gammaspektrum. En scintillationsdetektor består av tre delar; en scintillator, fotomultiplikator och elektronisk utrustning för analyseringen av strömpulser från fotomultiplikatorn. Detektorn växelverkar materialet med hjälp av fotoeffekt. Då överförs fotonens energi till en elektron i det absorberade materialet. Elektronen får en kinetisk energi då den frigörs från sin bana. Den avger sin energi på samma sätt som beta-minus sönderfall. Elektronen kan jonisera och excitera atomerna omkring den. Ljus sänds ut då atomerna återgår till grundtillståndet. Strålningen konverteras i scintillatorn med hjälp av luminiscens till ljus. Fotomultiplikatorn har dynoder som förstärker fotoelektronerna som emitterades av fotokatoden. Gäddan växelverkar även med comptonspridning, men detta är inte av intresse för denna laboration. All bakgrundsstrålning absorberas inte av detektorns blyskydd om detta inte är "gammalt bly". Detta innebär att bakgrundsstrålningen kommer störa spektrumet från provet, detta måste alltså subtraheras bort vilket görs via en mätning där endast bakgrundsstrålning får verka (d.v.s. utan prov). 1 ges av tiden och hittas på sidan 98 i Physics Handbook, upplaga 8. 2 Vikten för en K-40 atom ges av och hittas på sidan 98 i Physics Handbook, upplaga 8. 3 Där u är och hittas på sidan 13 i Physics Handbook, upplaga 8. 8

10 Innan registrering av gammastrålning så registrerade vi bakgrundsstrålning i 10 minuter (utan prov i scintillationsdetektorn), vilket sedan subtraheras med gammastrålningen för att få en så korrekt mätning som möjligt. Mätningen av gammastrålningen med gäddan som prov pågick sedan i 10 minuter. Vi tog oss hjälp av en dator i laborationen för att mäta energin i strålningen med ett program som hette Windas. En elektronikbox är sedan tidigare kopplad mellan scintillationsdetektorn och datorn; den översätter informationen från detektorn och översätter det till programmet Windas i datorn. I programmet upprättas en y-axel som registrerar sönderfallet i varje område och en x- axel som visar olika kanalnummer med en särskild energinivå. Vi kalibrerade strålningen i programmet via en fil vid namn bakgrund för att få strålningen i MeV. A3 Mätdata Nedan i graf A.1 visas resultat från mätningen där bakgrundsstrålningen har blivit reducerad. Grafens x-axel är justerad enligt skalan 4 kev/enhet, enligt sidan 7 i kompendiet (se referenser). Graf A.1. gammastrålning från gädda, bakgrundsstrålning subtraherad 9

11 Följande mätdata i tabell A.1 gavs vid försöket: Typ Värde Enhet Symbol Vikt för behållare 23, 10 gram Vikt för prov 16,80 gram m Total vikt 39, 90 gram m tot Tid för mätning 621 sekund t Pulser totalt, under hela stycken mätningen Pulser/sekund (Cs-137) 13, 80 Hz x Pulser/sekund (K-40) 0, 53 Hz f Aktiviteten i provet - - a tot Antal atomer Cs-137 stycken N 137-Cs Tabell A.1 mätvärden från försök och utifrån Windas A4 Analys I graf A.1 ses en Cs-137 topp vid ca 0,66 MeV (enligt skalan 1 Kanal = 4 kev). För beräkning av den totala aktiviteten för Cs-137 i provet så använder vi oss av pulserna som mättes under laborationen vilka ges i tabell A.1. Den totala tiden var 621 sekunder och då uppmättes stycken pulser, vilket ger 13,8 stycken / sekund. Beräkning av aktiviteten ges av ekvation A(10) enligt Där variablerna i A(10) beskrivs av; = antal pulser per sekund för Cs-137 = andel lyckade sönderdelningar = känsligheten i mätapparaten Numeriskt i A(10) ges då att, A(10) Antal Cs-137 atomer i provet ges av formeln A(9) som skrivs om till A(12). A(11) A(12) För att beräkna λ används formel A(7). Sätter in aktiviteten och λ i A(12) och löser ut det i A(13). A(13) 10

12 För beräkning av aktiviteten K-40 används formeln A(10) igen, med skillnaden att x ersätts med f från tabell A.1 enligt där variablerna i A(14) beskrivs av; = antal pulser per sekund för Cs-137 = andel lyckade sönderdelningar = känsligheten i mätapparaten Numeriskt ges då A(14) A(15) För beräkning av antalet K-40 atomer används A(7) i A(9) som ger det numeriska värdet Genom att ta kvoten av preparatets aktivitet och vikt tas gäddans aktivitet per kilo fram, A5 Diskussion och slutsatser Den totala aktiviteten i ett livsmedel måste uppfylla bestämmelser från Livsmedelsverket. Enligt Livsmedelsverket får livsmedel med högre aktivitet än 1500Bq/kg inte säljas. Livsmedel som konsumeras i stora mängder eller livsmedel som konsumeras av känsliga grupper, är gränsen 300Bq/kg. Ett exempel på ett sådant livsmedel är mjölk som uppfyller båda kriterierna då det konsumeras i stora mängder och är viktigt för barn att dricka. Vårt livsmedel hade en aktivitet på Bq/kg, vilket innebär att den absolut inte hade fått säljas i Sverige. A(16) A(17) Gäddan som vi hade i vår laboration kom ifrån ormsjön i Dorotea. Detta område var bland de värst drabbade områdena i Sverige efter Tjernobylolyckan. Enligt denna 4 källa var det i ett område med 20-60kBq/m 2 (mörkgul och röd)

13 MOMENT B Betastrålning och inre konversion vid sönderfall av Cs

14 Bakgrund Denna laboration genomfördes torsdag 7 april på Luleå Tekniska Universitet under handledning av professor Alexander Soldatov. Problemformuleringen för rapporten moment B är att bestämma betastrålningen β - som sänds ut då ett prov av Cs-137 sönderfaller samt att studera den inre konversionen. Rapporten har utgått ifrån det kompendium som finns att hämta på fronter, se referens. B1 Inledning Betastrålning är en typ av joniserande strålning, betapartiklar, som uppstår vid betasönderfall. Denna typ av strålning har en intressant fysisk historia där bland annat nobelpristagaren Marie Curie i början av 1900-talet försökte mäta betastrålning. Curies tillvägagångssätt att upptäcka detta med en detektor är i grunden en korrekt idé, men Curie begränsades av betadetektorernas känslighet och drog därmed fel slutsatser. Idag har vi tillgång till bättre detektorer och datorutrustning som gör vårt experiment betydligt enklare. Sönderfall av Cs-137 I denna rapport moment B studerar vi β - -sönderfall som kan skrivas på den allmänna formen, B(1) där sönderfaller i en proton, en elektron som utgör β-strålning och en antineutrino. Sönderfallet av Cs-137 beskrivs enligt figur B.1. Figur B.1 sönderfallsschema för Cs-137. Utifrån figur B.1 ses att Cs-137 sönderfaller i antingen två steg där sannolikheten för de båda processerna är 93,5 % respektive 6,5 % av alla Cs-137 sönderfall. Den förstnämnda processen är uppdelad i två steg och det tar ca en minut efter steg ett har avslutats till dess att steg två sker. Processen kan beskrivas enligt 13

15 och B(2), B(3) där är en exciterad bariumatom i ekvation B(2) och B(3) och är en gammafoton i B(3). Den andra processen för sönderfallet (sannolikhet 6,5 %) beskrivs enligt Inre konversion. B(4) Det går att bestämma den maximalt utvunna energin för sönderfallet av Cs-137 med hjälp av nedanstående ekvation B(5), B(5) där ges enligt B(6) som numeriskt med Physics Handbook 5 löser ut B(6) som B(6)a och vi kan därmed lösa ut den maximalt utvunna energin i ekvation B(5) Elektronenergin (rörelseenergin) som kommer från inre konversion i K- respektive L-skalet kan beräknas som differensen mellan den utsända elektronens energi 6 och elektronens bindningsenergi 7 i respektive skal. B(6)b B(6)c B(6)d För L-skalet beräknas då rörelseenergin för en elektron som sänds ut från L-skalet ur en exciterad Ba-137-atom som B(7) 5 ges av vikten 136,907084u och hittas på sidan 105 i Physics Handbook, upplaga 8. ges av vikten 136,90581u och hittas på sidan 94 i densamma. 6 Elektronens energi ges av 0,6616 MeV och hittas på sidan 9 i Elfgren E., Fredriksson S., Marklund S., (2011). Instruktion för laboration radioaktivitet. Luleå: Institutionen för teknikvetenskap och matematik. 7 Skalens bindningsenergi ges av K 0,0374 respektive L 0,00525 och hittas på sidan 9 i Elfgren E., Fredriksson S., Marklund S., (2011). Instruktion för laboration radioaktivitet. Luleå: Institutionen för teknikvetenskap och matematik. 14

16 Analogt enligt ovan beräknas även rörelseenergin i K-skalet som B(8) B2 Metod och utförande Följande utrustning användes under Moment B: Halvledardetektor En aluminiumstav med ett prov cesium-137 inkapslad Datorutrustning o Dator kopplad till detektorn o Programmet Windas Laborationen har utförts genom att en aluminiumstav preparerad med cesium-137 har förts in i halvledardektorn kopplad till en dator med programmet Windas, som därmed kan registrera aktiviteten -strålning. Under laborationens gång så gjordes två mätningar av denna typ. Den tidigare av dessa mätningar misslyckades då aluminiumstaven inte var helt isatt i halvledardetektorn. Mätningen pågick under 10 minuter. Halvledardetektorn mäter aktiviteten för det radioaktiva preparatet. Det är en mindre, röd låda med en passad öppning där det går att föra in en metallstav med radioaktivt preparat. Halvledardetektorn kan mäta både - och -strålning, och på sidan av lådan finns möjlighet till reglering av mätning för endera. Då det radioaktiva materialet förs in i halvledardetektorn så bromsas de radioaktiva partiklarna från materialet upp av ett elektronfält; den energi som partiklarna avger tas upp av elektroner som lufts upp från ett valensband till ett ledningsband. De hål som bildas då elektronerna lyfts upp bidrar till en ökad ledningsförmåga. Då elektronerna lyfts upp så bildas det en stömpuls och det är denna stömpuls som skickas iväg till datorn som sorterar upp de olika strömpulserna i ett diagram. Stömpulsen är direkt proportionell mot partiklarna energi, vilket gör det lätt att beräkna partiklarnas energi och därmed det radioaktiva ämnets aktivitet. Något som läsaren kan uppmärksamma på vid en liknande laboration är att aluminiumstaven kan vara aningen trög att få in till sista centimetern i halvledardetektorn, vilket innebär att detektorn inte kan registrera all betastrålning som således ger ett felresultat. B3 Mätdata Windas tar emot pulserna och sorterar dem i olika kanaler partiklarnas energi bestämmer vilken kanal de ska tillhöra. På nästa sida ses resultatet av betaspektrumet i graf B.1. 15

17 Graf B.1 mätning av cesiumpreparat där en halvledardetektor mäter aktiviteten betastrålning. B4 Analys Nedan visas en graf B.2 som illustrerar en inzoomning av betaspektrumet i graf B.1. Graf B.2 inzoomning av betaspektrum Till skillnad från i moment A så används inte en kalibreringsfil för att kalibrera mätdata. Istället så antogs det att den vänstra toppen representerar konversion från K-skalet och den högra toppen representerar konversion från L-skalet vilket visas i figur B.3 ovan. Detta antagande grundas utifrån teorin att en elektron i K-skalet har högre bindningsenergi än en elektron i L-skalet. Detta medför att en elektron som slås ut från K-skalet behöver mer tillförd energi än vad en elektron som slås ut från L-skalet behöver. Eftersom att en elektron som slås ut från K-skalet behöver 16

18 mer tillförd energi än en elektron som slås ut från L-skalet, har en elektron från L-skalet större rörelseenergi än en elektron från K-skalet. Utifrån detta antagande tillsammans med tidigare genomförda beräkningar i ekvation B(7) och B(8) så bestämdes kanalen vid K-skalet till det teoretiska värdet 0,624 MeV. Därefter utfördes kalibreringen vilket gav ett värde för energin vid L-skalet till 0,656 MeV. För att uppskatta den maximala energin en -partikel kan få så måste bakgrundsstrålningen bortses. Detta görs genom att en stödkurva upprätthålls för att uppskatta hur stor den maximala energin för en -partikel är, se graf B.3 nedan. Graf B.3 stödkurva för att uppskatta den maximala energin för en -partikel. Med Physics Handbook som referens så skall den maximala energin för utsända -partiklar vid sönderfall av Cs-137 till en exciterad Ba-137 uppgå till 0,514 MeV 8. Det är svårt att se vart den röda linjen skär x-axeln med tre decimalers noggrannhet, men som synes ligger värdet i närheten av det teoretiska 0,514 MeV. Detta tyder på en bra mätning. Antag att det uppmätta värdet uppgår till 0,510 MeV. Sannolikheten för att Cs-137 skall sönderfalla direkt till en icke exciterad Ba-137-atom är liten och därför händer inte detta så ofta. Detta ses tydligt i graf B.3 ovan då det är förhållandevis få pulser vid den maximala energin. För att beräkna den maximala hastighet en utsänd -partikel kan få används ekvation B(9) nedan. B(9) 8 Sidan 103 upplaga 8. 17

19 B(10) Storhet Symbol Enhet Värde Referens Partikelns hastighet Ljusets hastighet Physics Handbook Sid. 12 Tillförd energi Värdet taget från grafen Partikelns massa Physics Handbook Sid. 12 Tabell 1 värdetabell för ekvation B(10) Numeriskt i ekvation B(10) ges då betapartikelns hastighet utifrån tabell 1 som B5 Diskussion och slutsatser Ett spektrums kontinuitet kan förklaras med att den frigjorda energin vid -strålning kan variera beroende på hur mycket energi som tas upp av antineutrino. Den energi som tas upp av antineutrinon avgör hur mycket energi som återstår till partikeln partikeln kan således få en slumpartad energinivå; det är därför spektrumet är kontinuerligt. Det syns dock att trots att energin är slumpartad så är ändå energin statistiskt bestämd. Det teoretiska värdet för den maximala energin från elektron som har blivit utslagen från K- skalet beräknades i ekvation B(8) till 0,65635 MeV. Efter att mätningen och kalibreringen hade genomförts erhölls den maximala energin för en elektron utslagen från L-skalet till 0,656 MeV. En jämförelse med det teoretiskt beräknade värdet för den maximala energin för en elektron som blivit utslagen från L-skalet, och det uppmätta värdet, bekräftar att antagandet vid kalibreringen var ett korrekt antagande och mätningen får anses lyckad. Det hade varit intressant att se om mätningens precision är så stor att även den fjärde och till och med kanske den femte decimalen skulle stämma överens mellan det uppmätta värdet och det teoretiska värdet. Med hjälp av B(4), B(5) samt förutsättningen att så kan den maximalt utvunna energin för ett sönderfall räknas ut. Görs detta numeriskt (B(6)a-d) fås energin 0,676 MeV. Precis vid detta värde i Graf 3.B syns tydligt att det inte längre uppmäts några pulser, med andra ord så infångas inga elektroner med energi högre än 0,676 MeV. Slutsats: Den teoretisk största frigjorda energin vid sönderfall ser ut att stämma bra överens med energin som uppmättes under laborationen. 18

20 Eftersom att den uppmätta maximala energin för utsända -partiklar vid sönderfall av Cs-137 till en exciterad Ba-137 är mycket svår att se så är det svårt att kommentera hur pass bra dess värde stämmer. Men enligt det approximativa värdet som ses i graf B.3 är värdet åtminstone nära det teoretiska värdet om 0,514 MeV. 19

21 Referenser Nordling C., Österman J., (2006). Physics Handbook. Upplaga 8. Lund: Studentlitteratur. Elfgren E., Fredriksson S., Marklund S., (2011). Instruktion för laboration radioaktivitet. Luleå: Institutionen för teknikvetenskap och matematik. 20

Laborationer i miljöfysik Gammaspektrometri

Laborationer i miljöfysik Gammaspektrometri Laborationer i miljöfysik Gammaspektrometri 1 Inledning Med gammaspektrometern kan man mäta på gammastrålning. Precis som ett GM-rör räknar gammaspektrometern de enskilda fotonerna i gammastrålningen.

Läs mer

Laboration 36: Nils Grundbäck, e99 ngr@e.kth.se Gustaf Räntilä, e99 gra@e.kth.se Mikael Wånggren, e99 mwa@e.kth.se. 8 Maj, 2001 Stockholm, Sverige

Laboration 36: Nils Grundbäck, e99 ngr@e.kth.se Gustaf Räntilä, e99 gra@e.kth.se Mikael Wånggren, e99 mwa@e.kth.se. 8 Maj, 2001 Stockholm, Sverige Laboration 36: Kärnfysik Nils Grundbäck, e99 ngr@e.kth.se Gustaf Räntilä, e99 gra@e.kth.se Mikael Wånggren, e99 mwa@e.kth.se 8 Maj, 2001 Stockholm, Sverige Assistent: Roberto Liotta Modern fysik (kurskod

Läs mer

1. Mätning av gammaspektra

1. Mätning av gammaspektra 1. Mätning av gammaspektra 1.1 Laborationens syfte Att undersöka några egenskaper hos en NaI-detektor. Att bestämma energin för okänd gammastrålning. Att bestämma den isotop som ger upphov till gammastrålningen.

Läs mer

8 Röntgenfluorescens. 8.1 Laborationens syfte. 8.2 Materiel. 8.3 Teori. 8.3.1 Comptonspridning

8 Röntgenfluorescens. 8.1 Laborationens syfte. 8.2 Materiel. 8.3 Teori. 8.3.1 Comptonspridning 8 Röntgenfluorescens 8.1 Laborationens syfte Att undersöka röntgenfluorescens i olika material samt använda röntgenfluorescens för att identifiera grundämnen som ingår i okända material. 8. Materiel NaI-detektor

Läs mer

Kärnenergi. Kärnkraft

Kärnenergi. Kärnkraft Kärnenergi Kärnkraft Isotoper Alla grundämnen finns i olika varianter som kallas för isotoper. Ofta finns en variant som är absolut vanligast. Isotoper av ett ämne har samma antal protoner och elektroner,

Läs mer

Atomens historia. Slutet av 1800-talet trodde man att man hade en fullständig bild av alla fysikaliska fenomen.

Atomens historia. Slutet av 1800-talet trodde man att man hade en fullständig bild av alla fysikaliska fenomen. Atomfysik ht 2015 Atomens historia Atom = grekiskans a tomos som betyder odelbar Filosofen Demokritos, atomer. Stort motstånd, främst från Aristoteles Trodde på läran om de fyra elementen Alla ämnen bildas

Läs mer

ATOM OCH KÄRNFYSIK. Masstal - anger antal protoner och neutroner i atomkärnan. Atomnummer - anger hur många protoner det är i atomkärnan.

ATOM OCH KÄRNFYSIK. Masstal - anger antal protoner och neutroner i atomkärnan. Atomnummer - anger hur många protoner det är i atomkärnan. Atomens uppbyggnad Atomen består av tre elementarpartiklar: Protoner (p + ) Elektroner (e - ) Neutroner (n) Elektronerna rör sig runt kärnan i bestämda banor med så stor hastighet att de bildar ett skal.

Läs mer

Föreläsning 3. Radioaktivitet, alfa-, beta-, gammasönderfall

Föreläsning 3. Radioaktivitet, alfa-, beta-, gammasönderfall Radioaktivitet, alfa-, beta-, gammasönderfall Halveringstid (MP 11-3, s. 522-525) Alfa-sönderfall (MP 11-4, s. 525-530) Beta-sönderfall (MP 11-4, s. 530-535) Gamma-sönderfall (MP 11-4, s. 535-537) Se även

Läs mer

7. Radioaktivitet. 7.1 Sönderfall och halveringstid

7. Radioaktivitet. 7.1 Sönderfall och halveringstid 7. Radioaktivitet Vissa grundämnens atomkärnor är instabila de kan sönderfalla av sig själva. Då en atomkärna sönderfaller bildas en mindre atomkärna, och energi skickas ut från kärnan i form av partiklar

Läs mer

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 3

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 3 TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 3 Skrivtid: 8 13 Hjälpmedel: Formelblad och räknedosa. Uppgifterna är inte ordnade efter svårighetsgrad. Börja varje ny uppgift på ett nytt blad och skriv bara på en sida.

Läs mer

Kärnenergi. Kärnkraft

Kärnenergi. Kärnkraft Kärnenergi Kärnkraft Isotoper Alla grundämnen finns i olika varianter som kallas för isotoper. Ofta finns en variant som är absolut vanligast. Isotoper av ett ämne har samma antal protoner och elektroner,

Läs mer

Atom- och Kärnfysik. Namn: Mentor: Datum:

Atom- och Kärnfysik. Namn: Mentor: Datum: Atom- och Kärnfysik Namn: Mentor: Datum: Atomkärnan Väteatomens kärna (hos den vanligaste väteisotopen) består endast av en proton. Kring kärnan kretsar en elektron som hålls kvar i sin bana p g a den

Läs mer

Atomens uppbyggnad. Atomen består av tre elementarpartiklar: Protoner (+) Elektroner (-) Neutroner (neutral)

Atomens uppbyggnad. Atomen består av tre elementarpartiklar: Protoner (+) Elektroner (-) Neutroner (neutral) Atom- och kärnfysik Atomens uppbyggnad Atomen består av tre elementarpartiklar: Protoner (+) Elektroner (-) Neutroner (neutral) Elektronerna rör sig runt kärnan i bestämda banor med så stor hastighet att

Läs mer

Kärnfysik och radioaktivitet. Kapitel 41-42

Kärnfysik och radioaktivitet. Kapitel 41-42 Kärnfysik och radioaktivitet Kapitel 41-42 Tentförberedelser (ANMÄL ER!) Maximipoäng i tenten är 25 p. Tenten består av 5 uppgifter, varje uppgift ger max 5 p. Uppgifterna baserar sig på bokens kapitel,

Läs mer

Atomens uppbyggnad. Atomen består av tre elementarpartiklar: Protoner (+) Elektroner (-) Neutroner (neutral)

Atomens uppbyggnad. Atomen består av tre elementarpartiklar: Protoner (+) Elektroner (-) Neutroner (neutral) Atom- och kärnfysik Atomens uppbyggnad Atomen består av tre elementarpartiklar: Protoner (+) Elektroner (-) Neutroner (neutral) Elektronerna rör sig runt kärnan i bestämda banor med så stor hastighet att

Läs mer

GAMMASPEKTRUM 2008-12-07. 1. Inledning

GAMMASPEKTRUM 2008-12-07. 1. Inledning GAMMASPEKTRUM 2008-12-07 1. Inledning I den här laborationen ska du göra mätningar på gammastrålning från ämnen som betasönderfaller. Du kommer under laborationens gång att lära dig hur ett gammaspektrum

Läs mer

Atom- och kärnfysik! Sid 223-241 i fysikboken

Atom- och kärnfysik! Sid 223-241 i fysikboken Atom- och kärnfysik! Sid 223-241 i fysikboken 1. Atomen Kort repetition av Elin Film: Vetenskap-Atom: Upptäckten När du har srepeterat och sett filmen om ATOMEN ska du kunna beskriva hur en atom är uppbyggd

Läs mer

Till exempel om vi tar den första kol atomen, så har den: 6 protoner, 12 6=6 neutroner, 6 elektroner; atommassan är också 6 men masstalet är 12!

Till exempel om vi tar den första kol atomen, så har den: 6 protoner, 12 6=6 neutroner, 6 elektroner; atommassan är också 6 men masstalet är 12! 1) Till exempel om vi tar den första kol atomen, så har den: 6 protoner, 12 6=6 neutroner, 6 elektroner; atommassan är också 6 men masstalet är 12! Om vi tar den tredje kol atomen, så är protonerna 6,

Läs mer

Varje uppgift ger maximalt 3 poäng. För godkänt krävs minst 8,5 poäng och

Varje uppgift ger maximalt 3 poäng. För godkänt krävs minst 8,5 poäng och Institutionen för Fysik Göteborgs Universitet LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I FYSIK A: MODERN FYSIK MED ASTROFYSIK Tid: Lördag 3 augusti 008, kl 8 30 13 30 Plats: V Examinator: Ulf Torkelsson, tel. 031-77 3136

Läs mer

Lösningsförslag. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

Lösningsförslag. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111 Linköpings Universitet Institutionen för Fysik, Kemi, och Biologi Avdelningen för Tillämpad Fysik Mike Andersson Lösningsförslag Fredagen den 29:e maj 2009, kl 08:00 12:00 Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt

Läs mer

Stora namn inom kärnfysiken. Marie Curie radioaktivitet Lise Meitner fission Ernest Rutherford atomkärnan (Niels Bohr atommodellen)

Stora namn inom kärnfysiken. Marie Curie radioaktivitet Lise Meitner fission Ernest Rutherford atomkärnan (Niels Bohr atommodellen) Atom- och kärnfysik Stora namn inom kärnfysiken Marie Curie radioaktivitet Lise Meitner fission Ernest Rutherford atomkärnan (Niels Bohr atommodellen) Atomens uppbyggnad Atomen består av tre elementarpartiklar:

Läs mer

PRODUKTION OCH SÖNDERFALL

PRODUKTION OCH SÖNDERFALL PRODUKTION OCH SÖNDERFALL Inom arkeologin kan man bestämma fördelningen av grundämnen, t.ex. i ett mynt, genom att bestråla myntet med neutroner. Man skapar då radioisotoper som sönderfaller till andra

Läs mer

TENTAPLUGG.NU AV STUDENTER FÖR STUDENTER. Kursnamn Fysik 1. Datum LP Laboration Balkböjning. Kursexaminator. Betygsgränser.

TENTAPLUGG.NU AV STUDENTER FÖR STUDENTER. Kursnamn Fysik 1. Datum LP Laboration Balkböjning. Kursexaminator. Betygsgränser. TENTAPLUGG.NU AV STUDENTER FÖR STUDENTER Kurskod F0004T Kursnamn Fysik 1 Datum LP2 10-11 Material Laboration Balkböjning Kursexaminator Betygsgränser Tentamenspoäng Övrig kommentar Sammanfattning Denna

Läs mer

Mer om E = mc 2. Version 0.4

Mer om E = mc 2. Version 0.4 1 (6) Mer om E = mc Version 0.4 Varifrån kommer formeln? För en partikel med massan m som rör sig med farten v har vi lärt oss att rörelseenergin är E k = mv. Denna formel är dock inte korrekt, även om

Läs mer

4 Halveringstiden för 214 Pb

4 Halveringstiden för 214 Pb 4 Halveringstiden för Pb 4.1 Laborationens syfte Att bestämma halveringstiden för det radioaktiva sönderfallet av Pb. 4.2 Materiel NaI-detektor med tillbehör, dator, högspänningsaggregat (cirka 5 kv),

Läs mer

Marie Curie, kärnfysiker, 1867 1934. Atomfysik. Heliumatom. Partikelacceleratorn i Cern, Schweiz.

Marie Curie, kärnfysiker, 1867 1934. Atomfysik. Heliumatom. Partikelacceleratorn i Cern, Schweiz. Marie Curie, kärnfysiker, 1867 1934. Atomfysik Heliumatom Partikelacceleratorn i Cern, Schweiz. Atom (grek. odelbar) Ordet atom användes för att beskriva materians minsta beståndsdel. Nu vet vi att atomen

Läs mer

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin 12. Kärnfysik 1 2014. Kärnfysik 1

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin 12. Kärnfysik 1 2014. Kärnfysik 1 Kärnfysik 1 Atomens och atomkärnans uppbyggnad Tidigare har atomen beskrivits som bestående av en positiv kärna kring vilken det i den neutrala atomen befinner sig lika många elektroner som det finns positiva

Läs mer

3.7 γ strålning. Absorptionslagen

3.7 γ strålning. Absorptionslagen 3.7 γ strålning γ strålningen är elektromagnetisk strålning. Liksom α partiklarnas energier är strålningen kvantiserad; strålningen kan ha endast bestämda energier. Detta beror på att γ strålningen utsänds

Läs mer

En resa från Demokritos ( f.kr) till atombomben 1945

En resa från Demokritos ( f.kr) till atombomben 1945 En resa från Demokritos (460-370 f.kr) till atombomben 1945 kapitel 10.1 plus lite framåt: s279 Currie atomer skapar ljus - elektromagnetisk strålning s277 röntgen s278 atomklyvning s289 CERN s274 och

Läs mer

Föreläsning 3. Radioaktivitet, alfa-, beta-, gammasönderfall

Föreläsning 3. Radioaktivitet, alfa-, beta-, gammasönderfall Radioaktivitet, alfa-, beta-, gammasönderfall Halveringstid (MP 11-3, s. 522-525) Alfa-sönderfall (MP 11-4, s. 525-530) Beta-sönderfall (MP 11-4, s. 530-535) Gamma-sönderfall (MP 11-4, s. 535-537) Se även

Läs mer

2 Pedagogisk metodik 4 2.1 Föreläsningar... 4 2.2 Undervisningsmedia... 5. 3 Kursutvärdering 5 3.1 Feedback... 5. Bilagor 7

2 Pedagogisk metodik 4 2.1 Föreläsningar... 4 2.2 Undervisningsmedia... 5. 3 Kursutvärdering 5 3.1 Feedback... 5. Bilagor 7 Pedagogisk meritportfölj Erik Elfgren Contents 1 Pedagogisk grundsyn 3 1.1 Studenter............................................... 3 1.2 Min roll som lärare.......................................... 3

Läs mer

Kärnfysikaliska grunder för radioaktiva nuklider

Kärnfysikaliska grunder för radioaktiva nuklider Institutionen för medicin och vård Avdelningen för radiofysik Hälsouniversitetet Kärnfysikaliska grunder för radioaktiva nuklider Gudrun Alm Carlsson Department of Medicine and Care Radio Physics Faculty

Läs mer

Radioaktivt sönderfall Atomers (grundämnens) sammansättning

Radioaktivt sönderfall Atomers (grundämnens) sammansättning Radioaktivitet Radioaktivt sönderfall Atomers (grundämnens) sammansättning En atom består av kärna (neutroner + protoner) med omgivande elektroner Kärnan är antingen stabil eller instabil En instabil kärna

Läs mer

ABSORPTION AV GAMMASTRÅLNING

ABSORPTION AV GAMMASTRÅLNING ABSORPTION AV GAMMASTRÅLNING Uppgift: Materiel: Teori: Att bestämma ett samband för den intensitet av gammastrålning som passerar en absorbator, som funktion av absorbatorns tjocklek. Att bestämma halveringstjockleken

Läs mer

Tentamen i FUF050 Subatomär Fysik, F3

Tentamen i FUF050 Subatomär Fysik, F3 Tentamen i FUF050 Subatomär Fysik, F3 Tid: 2012-08-30 em Hjälpmedel: Physics Handbook, nuklidkarta, Beta, Chalmersgodkänd räknare Poäng: Totalt 75 poäng, för betyg 3 krävs 40 poäng, för betyg 4 krävs 60

Läs mer

2. Hur många elektroner får det plats i K, L och M skal?

2. Hur många elektroner får det plats i K, L och M skal? Testa dig själv 12.1 Atom och kärnfysik sidan 229 1. En atom består av tre olika partiklar. Vad heter partiklarna och vilken laddning har de? En atom kan ha tre olika elementära partiklar, neutron med

Läs mer

Föreläsning 11 Kärnfysiken: del 3

Föreläsning 11 Kärnfysiken: del 3 Föreläsning Kärnfysiken: del 3 Kärnreaktioner Fission Kärnreaktor Fusion U=-e /4πε 0 r Coulombpotential Energinivåer i atomer Fotonemission när en elektron/atom/molekyl undergår en övergång Kvantfysiken

Läs mer

RADIOAKTIVITET OCH STRÅLNING

RADIOAKTIVITET OCH STRÅLNING RADIOAKTIVITET OCH STRÅLNING 1 Inledning 1.1 Radioaktivt sönderfall och strålning Atomens kärna består av positivt laddade positroner och neutrala neutroner. Ett grundämne har alltid ett konstant antal

Läs mer

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin 13. Kärnfysik Föreläsning 13. Kärnfysik 2

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin 13. Kärnfysik Föreläsning 13. Kärnfysik 2 Föreläsning 13 Kärnfysik 2 Sönderfallslagen Låt oss börja med ett tankeexperiment (som man med visst tålamod också kan utföra rent praktiskt). Säg att man kastar en tärning en gång. Innan man kastat tärningen

Läs mer

Rotationsrörelse laboration Mekanik II

Rotationsrörelse laboration Mekanik II Rotationsrörelse laboration Mekanik II Utförs av: William Sjöström Oskar Keskitalo Uppsala 2015 04 19 Sida 1 av 10 Sammanfattning För att förändra en kropps rotationshastighet så krävs ett vridmoment,

Läs mer

Experimentell fysik. Janne Wallenius. Reaktorfysik KTH

Experimentell fysik. Janne Wallenius. Reaktorfysik KTH Experimentell fysik Janne Wallenius Reaktorfysik KTH Återkoppling från förra mötet: Många tyckte att det var spännade att lära sig något om 1. Osäkerhetsrelationen 2. Att antipartiklar finns och kan färdas

Läs mer

Energi & Atom- och kärnfysik

Energi & Atom- och kärnfysik ! Energi & Atom- och kärnfysik Facit Energi s. 149 1. Vad är energi? Förmåga att utföra arbete. 2. Vad händer med energin när ett arbets görs? Den omvandlas till andra energiformer. 3. Vad är arbete i

Läs mer

Småsaker ska man inte bry sig om, eller vad tycker du? av: Sofie Nilsson 1

Småsaker ska man inte bry sig om, eller vad tycker du? av: Sofie Nilsson 1 Småsaker ska man inte bry sig om, eller vad tycker du? av: Sofie Nilsson 1 Ger oss elektrisk ström. Ger oss ljus. Ger oss röntgen och medicinsk strålning. Ger oss radioaktivitet. av: Sofie Nilsson 2 Strålning

Läs mer

7 Comptonspridning. 7.1 Laborationens syfte. 7.2 Materiel. 7.3 Teori. Att undersöka comptonspridning i och utanför detektorkristallen.

7 Comptonspridning. 7.1 Laborationens syfte. 7.2 Materiel. 7.3 Teori. Att undersöka comptonspridning i och utanför detektorkristallen. 7 Comptonspridning 7.1 Laborationens syfte Att undersöka comptonspridning i och utanför detektorkristallen. 7.2 Materiel NaI-detektor med tillbehör, dator, spridare av aluminium, koppar eller stål, blybleck

Läs mer

Fysik, atom- och kärnfysik

Fysik, atom- och kärnfysik Fysik, atom- och kärnfysik T.o.m. vecka 39 arbetar vi med atom- och kärnfysik. Under tiden får vi arbeta med boken Spektrumfysik f.o.m. sidan 229 t.o.m.sidan 255. Det finns ljudfiler i mp3 format. http://www.liber.se/kampanjer/grundskola-kampanj/spektrum/spektrum-fysik/spektrum-fysikmp3/

Läs mer

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA IFM - Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Linköpings universitet Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA Fredagen den 21/12 2012 kl. 14.00-18.00 i TER2 och TER3 Tentamen består av 2 A4-blad (inklusive

Läs mer

Miljöfysik. Föreläsning 5. Användningen av kärnenergi Hanteringen av avfall Radioaktivitet Dosbegrepp Strålningsmiljö Fusion

Miljöfysik. Föreläsning 5. Användningen av kärnenergi Hanteringen av avfall Radioaktivitet Dosbegrepp Strålningsmiljö Fusion Miljöfysik Föreläsning 5 Användningen av kärnenergi Hanteringen av avfall Radioaktivitet Dosbegrepp Strålningsmiljö Fusion Energikällor Kärnkraftverk i världen Fråga Ange tre fördelar och tre nackdelar

Läs mer

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012 Räkneövning 10 Vågrörelselära & Kvantfysik, FK2002 9 januari 20 Problem 42.1 Vad är det orbitala rörelsemängdsmomentet, L, för en elektron i a) 3p-tillståndet b) 4f-tillståndet? Det orbitala rörelsemängdsmomentet

Läs mer

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA IFM - Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Linköpings universitet Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA Torsdagen den 29/8 2013 kl. 14.00-18.00 i TER2 Tentamen består av 2 A4-blad (inklusive detta)

Läs mer

Uppgift: Bestäm det arbete W som åtgår att Iyfta kroppen på det sätt som beskrivits ovan och bestäm och så kroppens densitet ρ.

Uppgift: Bestäm det arbete W som åtgår att Iyfta kroppen på det sätt som beskrivits ovan och bestäm och så kroppens densitet ρ. Uppgift 1. I en 1-liters bägare fylld med 600 ml vatten sänker man ned en kropp i form av cylinder som är spetsad i ena änden. Den övre ytan på kroppen skall ligga precis i vattenytan. Sedan lyfter man

Läs mer

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111 Linköpings Universitet Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Avdelningen för Tillämpad Fysik Mike Andersson Lösningsförslag Tentamen Torsdagen den 5:e juni 2008, kl. 08:00 12:00 Fysik del B2 för tekniskt

Läs mer

Fysik. Laboration 4. Radioaktiv strålning

Fysik. Laboration 4. Radioaktiv strålning Tekniskt basår, Laboration 4: Radioaktiv strålning 2007-03-18, 7.04 em Fysik Laboration 4 Radioaktiv strålning Laborationens syfte är att ge dig grundläggande kunskap om: Radioaktiva strålningens ursprung

Läs mer

Statistisk precision vid radioaktivitetsmätning och Aktivitetsbestämning ur uppmätt räknehastighet

Statistisk precision vid radioaktivitetsmätning och Aktivitetsbestämning ur uppmätt räknehastighet Institutionen för medicin och vård Avdelningen för radiofysik Hälsouniversitetet Statistisk precision vid radioaktivitetsmätning och Aktivitetsbestämning ur uppmätt räknehastighet Gudrun Alm Carlsson och

Läs mer

Atom- och kärnfysik. Arbetshäfte. Namn: Klass: 9a

Atom- och kärnfysik. Arbetshäfte. Namn: Klass: 9a Atom- och kärnfysik Arbetshäfte Namn: Klass: 9a 1 Syftet med undervisningen är att du ska träna din förmåga att: använda kunskaper i fysik för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor

Läs mer

Fotoelektriska effekten

Fotoelektriska effekten Fotoelektriska effekten Bakgrund År 1887 upptäckte den tyska fysikern Heinrich Hertz att då man belyser ytan på en metallkropp med ultraviolett ljus avges elektriska laddningar från ytan. Noggrannare undersökningar

Läs mer

Tjernobylolyckan läget efter 25 år

Tjernobylolyckan läget efter 25 år Tjernobylolyckan läget efter 25 år Efter kärnkraftsolyckan i Tjernobyl 1986 fick delar av Sverige nedfall av framför allt radioaktivt jod och cesium genom regnet. Nedfallet var mycket ojämnt fördelat.

Läs mer

Laborationsrapport neutronaktivering

Laborationsrapport neutronaktivering Laborationsrapport neutronaktivering Av Daniel Tingdahl. Medlaborant: Lennart Olofsson Sammanfattning I denna laboration bestämdes dels halveringstiden för 116m In, dels reaktionstvärsnittet för termiska

Läs mer

Hur mycket betyder Higgspartikeln? MASSOR!

Hur mycket betyder Higgspartikeln? MASSOR! Hur mycket betyder Higgspartikeln? MASSOR! 1 Introduktion = Ni kanske har hört nyheten i somras att mina kollegor i CERN hade hittat Higgspartikeln. (Försnacket till nobellpriset) = Vad är Higgspartikeln

Läs mer

1. Elektromagnetisk strålning

1. Elektromagnetisk strålning 1. Elektromagnetisk strålning Kursens första del behandlar olika aspekter av den elektromagnetiska strålningen. James Clerk Maxwell formulerade lagarnas som beskriver strålningen år 1864. 1.1 Uppkomst

Läs mer

3 NaI-detektorns effektivitet

3 NaI-detektorns effektivitet 3 NaI-detektorns effektivitet (Bestämning av aktiviteten i en K-lösning) 3.1 Laborationens syfte Att bestämma NaI-detektorns effektivitet vid olika gammaenergier. Att bestämma aktiviteten i en K-lösning.

Läs mer

Uppgift 1. Bestämning av luftens viskositet vid rumstemperatur

Uppgift 1. Bestämning av luftens viskositet vid rumstemperatur Skolornas fysiktävling 1998 Finalens experimentella del Uppgift 1. Bestämning av luftens viskositet vid rumstemperatur Materiel: Heliumfylld ballong, stoppur, snörstump, små brickor med kända massor, brickor

Läs mer

Introduktion till strålningens växelverkan. Atomen och atomkärnan Radioaktivt sönderfall. Användande av strålning

Introduktion till strålningens växelverkan. Atomen och atomkärnan Radioaktivt sönderfall. Användande av strålning Introduktion till strålningens växelverkan. tomen och atomkärnan Radioaktivt sönderfall auger elektroner Röntgen strålning Radioaktiv strålning Michael Ljungberg/Medical Radiation Physics/Clinical Sciences

Läs mer

Stora namn inom kärnfysiken. Marie Curie radioaktivitet Lise Meitner fission Ernest Rutherford atomkärnan (Niels Bohr atommodellen)

Stora namn inom kärnfysiken. Marie Curie radioaktivitet Lise Meitner fission Ernest Rutherford atomkärnan (Niels Bohr atommodellen) Atom- och kärnfysik Stora namn inom kärnfysiken Marie Curie radioaktivitet Lise Meitner fission Ernest Rutherford atomkärnan (Niels Bohr atommodellen) Atomens uppbyggnad Atomen består av tre elementarpartiklar:

Läs mer

Atomen - Periodiska systemet. Kap 3 Att ordna materian

Atomen - Periodiska systemet. Kap 3 Att ordna materian Atomen - Periodiska systemet Kap 3 Att ordna materian Av vad består materian? 400fKr (före år noll) Empedokles: fyra element, jord, eld, luft, vatten Demokritos: små odelbara partiklar! -------------------------

Läs mer

WALLENBERGS FYSIKPRIS

WALLENBERGS FYSIKPRIS WALLENBERGS FYSIKPRIS KVALIFICERINGSTÄVLING 23 januari 2014 SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET LÖSNINGSFÖRSLAG 1. (a) När bilens fart är 50 km/h är rörelseenergin W k ( ) 2 1,5 10 3 50 3,6 2 J 145 10 3 J. Om verkningsgraden

Läs mer

Magnetiska fält laboration 1FA514 Elektimagnetism I

Magnetiska fält laboration 1FA514 Elektimagnetism I Magnetiska fält laboration 1FA514 Elektimagnetism I Utförs av: William Sjöström 19940404 6956 Oskar Keskitalo 19941021 4895 Uppsala 2015 05 09 Sammanfattning När man leder ström genom en spole så bildas

Läs mer

Vilken av dessa nivåer i väte har lägst energi?

Vilken av dessa nivåer i väte har lägst energi? Vilken av dessa nivåer i väte har lägst energi? A. n = 10 B. n = 2 C. n = 1 ⱱ Varför sänds ljus av vissa färger ut från upphettad natriumånga? A. Det beror på att ångan är mättad. B. Det beror på att bara

Läs mer

Kvantmekanik. Kapitel Natalie Segercrantz

Kvantmekanik. Kapitel Natalie Segercrantz Kvantmekanik Kapitel 38-39 Natalie Segercrantz Centrala begrepp Schrödinger ekvationen i en dimension Fotoelektriska effekten De Broglie: partikel-våg dualismen W 0 beror av materialet i katoden minimifrekvens!

Läs mer

KEMI 1 MÄNNISKANS KEMI OCH KEMIN I LIVSMILJÖ

KEMI 1 MÄNNISKANS KEMI OCH KEMIN I LIVSMILJÖ KEMI 1 MÄNNISKANS KEMI OCH KEMIN I LIVSMILJÖ FYSIK BIOLOGI KEMI MEDICIN TEKNIK Laborationer Ett praktiskt och konkret experiment Analys av t ex en reaktion Bevisar en teori eller lägger grunden för en

Läs mer

Röntgenstrålning och Atomkärnans struktur

Röntgenstrålning och Atomkärnans struktur Röntgenstrålning och tomkärnans struktur Röntgenstrålning och dess spridning mot kristaller tomkärnans struktur - Egenskaper. Isotoper. - Bindningsenergi - Kärnmodeller - Radioaktivitet, radioaktiva sönderfall.

Läs mer

Sönderfallsserier N 148 147 146 145 144 143 142 141 140 139 138 137 136 135 134. α-sönderfall. β -sönderfall. 21o

Sönderfallsserier N 148 147 146 145 144 143 142 141 140 139 138 137 136 135 134. α-sönderfall. β -sönderfall. 21o Isotop Kemisk symbol Halveringstid Huvudsaklig strålning Uran-238 238 U 4,5 109 år α Torium-234 234 Th 24,1 d β- Protaktinium-234m 234m Pa 1,2 m β- Uran-234 234 U 2,5 105 år α Torium-230 230 Th 8,0 105

Läs mer

LABORATION ENELEKTRONSPEKTRA

LABORATION ENELEKTRONSPEKTRA LABORATION ENELEKTRONSPEKTRA Syfte och mål Uppgiften i denna laboration är att studera atomspektra från väte och natrium i det synliga våglängdsområdet och att med hjälp av uppmätta våglängder från spektrallinjerna

Läs mer

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801) Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801) Onsdag 30 november 2013, 8.00-13.00 Kursansvarig: Magnus Paulsson (magnus.paulsson@lnu.se, 0706-942987) Kom ihåg: Ny sida för varje problem. Skriv ditt namn och födelsedatum

Läs mer

CESIUMPLAN för Gävle kommun 2014-2024

CESIUMPLAN för Gävle kommun 2014-2024 SAMHÄLLSBYGGNAD GÄVLE CESIUMPLAN för Gävle kommun 2014-2024 Plan för provtagning av cesium-137 i livsmedel från naturen Dnr: 12BMN111 CESIUMPLAN för Gävle Plan för provtagning av cesium-137 i livsmedel

Läs mer

Tentamen i fysik B2 för tekniskt basår/termin VT 2014

Tentamen i fysik B2 för tekniskt basår/termin VT 2014 Tentamen i fysik B för tekniskt basår/termin VT 04 04-0-4 En sinusformad växelspänning u har amplituden,5 V. Det tar 50 μs från det att u har värdet 0,0 V till dess att u har antagit värdet,5 V. Vilken

Läs mer

Halogenlampa Spektrometer Optisk fiber Laserdiod och UV- lysdiod (ficklampa)

Halogenlampa Spektrometer Optisk fiber Laserdiod och UV- lysdiod (ficklampa) Elektroner och ljus I den här laborationen ska vi studera växelverkan mellan ljus och elektroner. Kunskap om detta är viktigt för många tillämpningar men även för att förklara fenomen som t ex färgen hos

Läs mer

Relativistisk kinematik Ulf Torkelsson. 1 Relativistisk rörelsemängd, kraft och energi

Relativistisk kinematik Ulf Torkelsson. 1 Relativistisk rörelsemängd, kraft och energi Föreläsning 13/5 Relativistisk kinematik Ulf Torkelsson 1 Relativistisk rörelsemängd, kraft och energi Antag att en observatör O följer med en kropp i rörelse. Enligt observatören O så har O hastigheten

Läs mer

Higgsbosonens existens

Higgsbosonens existens Higgsbosonens existens Ludvig Hällman, Hanna Lilja, Martin Lindberg (9204293899) (9201120160) (9003110377) SH1012 8 maj 2013 Innehåll 1 Sammanfattning 2 2 Standardmodellen 2 2.1 Kraftförmedlarna.........................

Läs mer

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad! TENTAMEN I FYSIK FÖR n, 13 APRIL 2010 Skrivtid: 8.00-13.00 Hjälpmedel: Formelblad och räknare. Börja varje ny uppgift på nytt blad. Lösningarna ska vara väl motiverade och försedda med svar. Kladdblad

Läs mer

1. Beskriv Newtons tre rörelselagar. Förklara vad de innebär, och ge exempel! Svar: I essäform, huvudpunkterna i rörelselagarna.

1. Beskriv Newtons tre rörelselagar. Förklara vad de innebär, och ge exempel! Svar: I essäform, huvudpunkterna i rörelselagarna. Fysik 1 övningsprov 1-13 facit Besvara 6 frågor. Återlämna uppgiftspappret! 1. Beskriv Newtons tre rörelselagar. Förklara vad de innebär, och ge exempel! Svar: I essäform, huvudpunkterna i rörelselagarna..

Läs mer

12 Elektromagnetisk strålning

12 Elektromagnetisk strålning LÖSNINGSFÖRSLAG Fysik: Fysik oc Kapitel lektromagnetisk strålning Värmestrålning. ffekt anger energi omvandlad per tidsenet, t.ex. den energi ett föremål emitterar per sekund. P t ffekt kan uttryckas i

Läs mer

Vi består alla av atomer

Vi består alla av atomer 0 Radioaktivitet Vad är en nukleon? Är det farligt att bli röntgad? Vad är joniserande strålning? ur fungerar en brandvarnare? Varifrån kommer energin i en kärnreaktor? Vi består alla av atomer undratals

Läs mer

FyU02 Fysik med didaktisk inriktning 2 - kvantfysik

FyU02 Fysik med didaktisk inriktning 2 - kvantfysik FyU02 Fysik med didaktisk inriktning 2 - kvantfysik Rum A4:1021 milstead@physto.se Tel: 5537 8663 Kursplan 17 föreläsningar; ink. räkneövningar Laboration Kursbok: University Physics H. Benson I början

Läs mer

Fission och fusion - från reaktion till reaktor

Fission och fusion - från reaktion till reaktor Fission och fusion - från reaktion till reaktor Fission och fusion Fission, eller kärnklyvning, är en process där en tung atomkärna delas i två eller fler mindre kärnor som kallas fissionsprodukter och

Läs mer

Miljöfysik FYSA15 2015. Laboration 6. Absorption av joniserande strålning + Radioaktivitet i vår omgivning

Miljöfysik FYSA15 2015. Laboration 6. Absorption av joniserande strålning + Radioaktivitet i vår omgivning Miljöfysik FYSA15 2015 Laboration 6 Absorption av joniserande strålning + Radioaktivitet i vår omgivning Förberedelser: Läs i Reistad & Stenström, Energi- och Miljöfysik (2015), Del 2 (eller motsvarande

Läs mer

NpMa4 Muntligt delprov Del A vt 2013

NpMa4 Muntligt delprov Del A vt 2013 Till eleven - Information inför det muntliga delprovet Du kommer att få en uppgift som du ska lösa skriftligt och sedan ska du presentera din lösning muntligt. Om du behöver får du ta hjälp av dina klasskamrater

Läs mer

Lösningar till tentamen i kärnkemi ak

Lösningar till tentamen i kärnkemi ak Lösningar till tentamen i kärnkemi ak 1999.118 Del A 1. Det finns radioaktiva sönderfall som leder till utsändning av monoenergetisk joniserande strålning? Vad är detta för strålslag? (2p) Svar: Alfastrålning

Läs mer

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012 Räkneövning 8 Vågrörelselära & Kvantfysik, FK2002 9 januari 2012 Problem 40.1 Vad är våglängden för emissionsmaximum λ max, hos en svartkropps-strålare med temperatur a) T 3 K (typ kosmiska mikrovågsbakgrunden)

Läs mer

Information om strålskydd vid kärnkraftsolycka

Information om strålskydd vid kärnkraftsolycka 2011 Information om strålskydd vid kärnkraftsolycka Vad kan hända vid en olycka? Kärnkraftverken är byggda med system som ska skydda mot både tekniska och mänskliga fel. Men om en olycka ändå skulle inträffa

Läs mer

Idealgasens begränsningar märks bäst vid högt tryck då molekyler växelverkar mera eller går över i vätskeform.

Idealgasens begränsningar märks bäst vid högt tryck då molekyler växelverkar mera eller går över i vätskeform. Van der Waals gas Introduktion Idealgaslagen är praktisk i teorin men i praktiken är inga gaser idealgaser Den lättaste och vanligaste modellen för en reell gas är Van der Waals gas Van der Waals modell

Läs mer

Laboration 1 Nedslagskratrar

Laboration 1 Nedslagskratrar Laboration 1 Nedslagskratrar Den här laborationen är uppdelad i två försök, där man i båda försöken ska släppa stålkulor på en sandbädd, vilket kan ses som en mycket enkel simulering av ett meteoritnedslag.

Läs mer

4.4. Radioaktivitet. dn dt = λn,

4.4. Radioaktivitet. dn dt = λn, 4.4. Radioaktivitet [Understanding Physics: 21.4-21.9] Som vi tidigare konstaterat, är de flesta nuklider radioaktiva. De sönderfaller genom att spontant sända ut en partikel och alstra en annan kärna,

Läs mer

Materiens Struktur. Lösningar

Materiens Struktur. Lösningar Materiens Struktur Räkneövning 4 Lösningar 1. Sök på internet efter information om det senast upptäckta grundämnet. Vilket masstal och ordningsnummer har det och vilka är de angivna egenskaperna? Hur har

Läs mer

Tentamen i FUF050 Subatomär Fysik, F3

Tentamen i FUF050 Subatomär Fysik, F3 Tentamen i FUF050 Subatomär Fysik, F3 Tid: 013-05-30 fm Hjälpmedel: Physics Handbook, nuklidkarta, Beta, Chalmersgodkänd räknare Poäng: Totalt 75 poäng, för betyg 3 krävs 40 poäng, för betyg 4 krävs 60

Läs mer

1 Den Speciella Relativitetsteorin

1 Den Speciella Relativitetsteorin 1 Den Speciella Relativitetsteorin Den speciella relativitetsteorin är en fysikalisk teori om lades fram av Albert Einstein år 1905. Denna teori beskriver framför allt hur utfallen (dvs resultaten) från

Läs mer

7. Atomfysik väteatomen

7. Atomfysik väteatomen Partiklars vågegenskaper Som kunnat konstateras uppträder elektromagnetisk strålning ljus som en dubbelnatur, ibland behöver man beskriva ljus som vågrörelser och ibland är det nödvändigt att betrakta

Läs mer

Strålning. Laboration

Strålning. Laboration ... Laboration Innehåll 1 Förberedelseuppgifter och miniprojekt 2 3 4 α-strålnings räckvidd i luft γ-strålnings attenuering i aluminium och bly Mätning av stråldosen i olika utomhusmiljöer Strålning Radioaktivitet

Läs mer

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KÄRNKEMI FOKUS: användbara(radio)nuklider A: Kap

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KÄRNKEMI FOKUS: användbara(radio)nuklider A: Kap KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi KÄRNKEMI FOKUS: användbara(radio)nuklider A: Kap 17.6 17.8 Periodiska systemet finns alla grundämnen? SVAR: NEJ! Exempel på lätta kärnor som inte finns, dvs ej stabila:

Läs mer

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik Fysik 8 Modern fysik Innehåll Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik 1. Relativitetsteori Speciella relativitetsteorin Allmänna relativitetsteorin Two Postulates Special Relativity

Läs mer

Föreläsning 4 Acceleration och detektion av partiklar

Föreläsning 4 Acceleration och detektion av partiklar Föreläsning 4 Acceleration och detektion av partiklar Enheter och stråleffekter Strålnings växelverkan med materia Acceleration av partiklar Detektion av partiklar Se även: http://physics.web.cern.ch/physics/particledetector/briefbook/

Läs mer