PRODUKTION OCH SÖNDERFALL
|
|
- Erik Patrik Hansson
- för 8 år sedan
- Visningar:
Transkript
1 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 stabila grundämnen. Strålningen avtar exponentiellt med tiden och genom att mäta den, kan man bestämma andelen av ett specifikt grundämne. För att skapa ett strålningsskydd med goda egenskaper krävs material som absorberar infallande strålning på ett så effektivt sätt som möjligt. Det är därför viktigt att man har bra kunskap om typen av strålning som ska blockeras samt vilka material man kan använda. Neutroner som saknar laddning, påverkas inte av elektriska krafter, vilket gör dem mycket svåra att stoppa. Syfte och mål Genom att bestråla naturligt silver med långsamma neutroner, så kallade termiska neutroner, skall ni bestämma halveringstiden för de radioaktiva isotoper som har producerats. Ni skall även göra en kvalitativ undersökning av absorption av termiska neutroner i aluminium och kadmium. Utrustning Mångkanalsanalysator Neutronkälla (Amerikum-241 & Beryllium-9) Tång Tidtagarur Dator OBS! Uppgift 1 och 2 skall göras innan laborationen genomförs. Genomförandet av vissa moment finns under Bilaga 1. Läs detta noga! Var noga med att använda gummihandskar när ni hanterar proverna eftersom strålningen annars kan vara farlig. 1
2 Neutronproduktion Snabba strålar av laddade partiklar kan produceras med hjälp av en accelerator på grund av att de har en elektrisk laddning. För neutroner, som är oladdade, existerar inte denna möjlighet. Neutroner kan dock produceras framgångsrikt med hjälp av olika kärnreaktioner. I den mäktigaste neutronkällan, uranreaktorn, är den neutronproducerande kärnreaktionen en fissionsprocess, dvs. tunga urankärnor klyvs med hjälp av neutroner till lättare grundämnen, samtidigt som det bildas fler neutroner. Flera neutronkällor av mer måttlig styrka bygger på principen att alfapartiklar (dvs. heliumkärnor) initierar en kärnreaktion med beryllium. Följande reaktion sker då: α + 4Be 0 n C Preparatet består då i regel av en alfaradioaktiv nuklid ( 226 Ra, 210 Po, 241 Am, mm) som sammanbakats med berylliumpulver. I många fall används nukliden 241 Am, eftersom dess sönderfall är förenat med mindre gammaproduktion än andra alfaradioaktiva nuklider. Då neutronerna bildas vid ovanstående kärnreaktion frigörs också energi, 5,71 MeV, som till största delen används som rörelseenergi hos neutronerna (då de är betydligt lättare än kolkärnorna). I detta experiment ska neutronerna åstadkomma en kärnreaktion med silverkärnor, och sannolikheten för denna reaktion beror på neutronernas rörelseenergi, därmed också på deras hastighet. Sannolikheten för en reaktion brukar anges som ett neutroninfångningstvärsnitt, σ, som kan tolkas som ett mått på storleken på den atomkärna med vilken neutronen ska reagera, ju större tvärsnitt desto större sannolikhet för reaktion. Neutroninfångningstvärsnittet är en funktion av 1/v, där v är neutronhastigheten. En långsam neutron har normalt större sannolikhet att åstadkomma en kärnreaktion än en snabb. De snabba neutronerna från preparatet behöver därför bromsas. Detta sker med så kallad moderering. Neutronerna undergår elastiska stötar med kärnor i materia så många gånger att de till slut har samma hastighetsfördelning som dessa. Neutronerna uppvisar då samma slags värmerörelse som andra partiklar i materien vid termisk jämvikt, och kallas därför termiska neutroner. Genom att utnyttja lagen om energins och rörelsemängdens bevarande hos de ingående isotoperna före och efter en kollision, kan man beräkna hur stor del av sin energi en neutron förlorar vid en rak elastisk stöt med en målpartikel, beroende på dennas massa. En neutron förlorar 1.9 % av sin energi till 208 Pb, 28.4 % till 12 C samt 50 % av sin energi till 1 H. 2
3 Neutronstrålning av silver Naturligt silver består av två isotoper, l07 Ag och 109 Ag i ungefär lika proportioner. Vid neutronbestrålning av silver sker följande reaktioner: Ag+ n Ag + γ Ag+ n Ag + γ 0 Båda de bildade nukliderna är radioaktiva, och sönderfaller under utsändande av betapartiklar, i detta fall elektroner. Dessa sönderfall kan beskrivas med följande formler: Ag Ag Cd + Cd + e e +υ +υ Vid bestrålningen ökar alltså antalet aktiva kärnor ( l08 Ag, 110 Ag) med tiden, men minskar samtidigt på grund av det radioaktiva sönderfallet. Efter en oändligt lång bestrålningstid uppnår man en mättnadsaktivitet, där jämvikt mellan antalet producerade aktiva kärnor och deras sönderfall råder. Hur snabbt man når mättnadsaktivitet, beror på sönderfallets halveringstid. Se figur 1. nedan. Figur 1. Antalet aktiva kärnor, N, som funktion av tiden. 3
4 Efter bestrålningens slut återstår endast det tidsberoende som förorsakas av det radioaktiva sönderfallet. Detta kan beskrivas som ett exponentiellt avtagande förlopp, med antalet aktiva kärnor, N λt = N 0 e (1) där No anger antalet aktiva kärnor vid det ögonblick då neutronbestrålningen avslutas, och λ = ln2/t 1/2, där T 1/2 anger isotopens halveringstid. Om man logaritmerar ovanstående uttryck, får man ett linjärt förhållande mellan ln N och tiden t, ln N = ln N λt 0 (2) Genom att plotta ln N som en funktion av t kan halveringstiden bestämmas med hjälp av lutningskoefficienten. Aktiviteten, som definieras som antalet sönderfall per tidsenhet, ges av A = Nλ (3) med enheten Bequerel (Bq). Vid en mätning av de från silverblecket emitterade betapartiklarna registreras aktiviteten från båda silverisotoperna samtidigt. Den totala aktiviteten fås då genom att addera aktiviteten för vardera isotop A A A tot = + (4) Detektorn registrerar då en räknehastighet som är proportionell mot denna aktivitet. Funktionen är en summa av två exponentiellt avklingande funktioner. Fundera över hur de kommer att se ut i ett logaritmiskt diagram där ln A, avsätts som funktion av tiden. 4
5 Neutronkälla Neutronkällans mekaniska uppbyggnad framgår av nedanstående figur. Observera att preparatstyrkan är 1 Ci varför försiktighet måste iakttas. Källan skall under hela experimentet vara placerad inne i ett låsbart preparatskåp. All hantering vid källa av paraffinpropp och absorbatorbehållare skall utföras med en 75 cm lång preparattång. Paraffinprop Absorbator Preparat tång AmBe källa Plexiglas Paraffin Stålhölje Figur 2. Schematisk bild över neutronkällans uppbyggnad. Sedan aktiveringen avslutats skall den radioaktiva silverplåten tas ur absorbatorbehållaren och placeras under detektorn, dock så nära denna som möjligt. Eftersom den mesta strålningen från plåten är av typ β, skall den som genomför överflyttningen av plåten använda gummihandske som skydd. Detektorn Då ett gammakvantum helt absorberas i NaI-kristallen kommer gammafotonen att annihileras. Den ger då hela sin energi till en elektron genom (fotoelektrisk effekt). Fotoelektronen kommer att excitera ett antal atomer under sin uppbromsning. Då de exciterade atomerna återgår till grundtillståndet avger de energi. Den avgivna energin fås i form av elektromagnetisk strålning dvs. fotoner. En del av dessa fotoner kommer att träffa en ljuskänslig elektrod (fotokatoden) där de i sin tur slår ut elektroner. I fotomultiplikatorröret finns ett antal elektroder (dynoder) som accelererar elektronerna. För varje elektron som träffar en dynod bildas ett antal nya elektroner dvs. antalet elektroner i röret kommer att multipliceras. Till anoden kommer ett mycket stort antal elektroner, vilka ger upphov till en elektrisk puls. Pulsens storlek kommer att bestämmas av antalet elektroner som når anoden. 5
6 Uppgifter Uppgift 1 till 2 skall göras innan du kommer in i laborationssalen. 1. Doshastighet Anledningen till att man använder en tång (ca 75 cm) för att preparera proverna är att dosen blir betydligt lägre. Antag att doshastigheten på 75 cm avstånd från en fritt strålande källa är x Gy/h. Vad är då doshastigheten på 7,5 cm avstånd? Rd sönderfall Hur lång tid tar det för ett 222 Rd (Radon T 1/2 =3.8 dygn) preparat att sönderfalla 89%? 3. Mät bakgrundsstrålningen Kontrollera att mångkanalsanalysatorn är inställd som flerkanalsräknare (se separat apparatinstruktion). Öppningstiden för varje kanal skall vara 3 sekunder. Mät bakgrunden och försök uppskatta medelräknehastigheten/kanal. 4. Bestämning av silverisotopens halveringstid Genomförandet av uppgiften finns under Bilaga 1. Bestäm ur den erhållna kurvan halveringstiden för den långlivade silverisotopen. Gör gärna detta med hjälp av ett regressionsprogram eller miniräknare. Principen är att man först anpassar en rät linje till punkter vid långa tider och bestämmer halveringstiden ur riktningskoefficienten. Kontrollera i ditt diagram vilka punkter som lämpligtvis bör inkluderas i denna analys. Linjen beskriver vid varje tid t o hur många kärnor av den mer långlivade isotopen som sönderfaller per tidsenhet. Subtrahera därför detta antal från kurvan som beskriver den adderade aktiviteten. Du får då en ny rät linje som beskriver sönderfall med en kortare halveringstid. Bestäm denna på samma sätt. Genom att extrapolera båda dessa linjer till tiden 0 kan man bestämma andelen kärnor av respektive isotop då bestrålningen avslutas. Tänk på att transporttiden 20 sekunder måste räknas in. 6
7 5. Absorptionsegenskaper hos Aluminium och Kadmium Använd nuklidkartan för att ta reda på neutroninfångningstvärsnitten för aluminium- och kadmiumnukliderna. På nuklidkartan anges vanligen tvärsnittet med beteckningen Q och ett siffervärde. Enheten 1 barn = m 2 är då underförstådd. För aluminiumisotopen är neutroninfångningstvärsnittet. Det största neutroninfångningstvärsnittet för en kadmiumisotop är. Det höga tvärsnittet för neutroninfångning i kadmium ( 113 Cd) är ett exempel på en resonans. Tvärsnittet avviker här från 1/v-lagen. Orsaken till detta är att dotternukliden 114 Cd har ett exciterat tillstånd (se figur 3.) som skiljer sig ifrån den ekvivalenta energinivån för 113 kadmiumkärna plus en fri neutron, ( 113 Cd + n), med endast 0,178 ev, dvs i omedelbar närhet av det termiska energiområdet. 114 Cdkärnan lämnas alltså efter neutronabsorption i ett exciterat tillstånd, men återgår till grundtillståndet genom gammaemission. Anledningen till den kraftiga neutronabsorptionen i kadmium är därför den höga sannolikheten för reaktionen vid vilken slutprodukten är den stabila nukliden 114 Cd. 113 Cd+n 9.05 MeV ev Excitationsenergi 114 Cd för 114 Cd Figur 3. Resonans infångning vid ett exciterat tillstånd hos en sammansatt kärna vid reaktionen 113Cd(n,γ)114Cd. Genomförandet av uppgiften finns under Bilaga 2. 7
8 Bilaga 1 Genomförande av uppgift 4. Lägg en silverplåt och en paraffinpropp i absorbatorhållaren. Med hjälp av en stav för du sedan ned behållaren i neutronkällan varvid aktiveringen av silverplåten startas. Under den tid som aktiveringen tar, ca 10 min, kan du använda för att förbereda mätförfarandet. I samma ögonblick som aktiveringen avbryts, dvs. behållaren tas ur neutronkällan, skall ett stoppur startas. Den aktiverade silverplåten tas sedan ut ur hållaren, placeras på avsedd plåt och skjuts in i översta stativfacket. OBS! Gummihandsken skall användas när man tar i den aktiverade silverplåten. Analysatorn skall startas genom att ANALYZE intrycks exakt 20,0 sek efter det att aktiveringen avbrutits. Mät denna tid med stoppur. Därefter sköts datainsamlingen automatiskt och nästa mätserie kan förberedas genom att en ny silverplåt placeras i neutronkällan och tiduret startas. Efter 256 x 3 sek (~13 min) är analysatorn klar och ett diagram visas på skärmen. Kanal 0 innehåller en etta som svarar mot att analysatorn genomfört ett tidssvep. Upprepa mätning och aktivering tills dess att 3 mätserier fullbordats. Den kurva som sedan visas på analysatorns bildskärm skall nu överföras till en tabell samt föras in i ett dataprogram. Glöm inte att subtrahera bakgrunden du har mätt. 8
9 Bilaga 2 Genomförande av uppgift 5. Aktivera en silverplåt på samma sätt som tidigare. Mät denna gång med DWELL TIME i läge EXT. När nu analysatorn startas kommer endast kanal 1 att hållas öppen till insamlingen avbryts med READOUT. Mät under 2 min (kronometer) och anteckna värdet. Lägg sedan in silverplattan mellan två stycken aluminium plattor. Aktivera och utför mätning under lika lång tid som ovan. Upprepa experimentet men placera nu silverplattan mellan två kadmiumplattor. Medan plåten aktiveras kan du i nuklidkartan söka fram neutroninfångningstvärsnittet, (barn), för Al och Cd. Försök att med ledning av dessa tal förutsäga den förväntade skillnaden. Som sista del skall mätningen utföras med endast en kadmiumplatta placerad under silverplattan. 9
Neutronaktivering. Laboration i 2FY808 - Tillämpad kvantmekanik
Neutronaktivering Laboration i 2FY808 - Tillämpad kvantmekanik Datum för genomförande: 2012-03-30 Medlaborant: Jöns Leandersson Handledare: Pieter Kuiper 1 av 9 Inledning I laborationen används en neutronkälla
Läs merLaboration 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 merAtom- 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 mer3.7 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 merInstuderingsfrågor Atomfysik
Instuderingsfrågor Atomfysik 1. a) Skriv namn och laddning på tre elementarpartiklar. b) Vilka elementarpartiklar finns i atomkärnan? 2. a) Hur många elektroner kan en atom högst ha i skalet närmast kärnan?
Läs mer1. 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 merRadioaktivt 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 merLaborationer 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 mer1. 2. a. b. c a. b. c. d a. b. c. d a. b. c.
1. Lina sitter och läser en artikel om utgrävningarna i Motala ström. I artikeln står det att arkeologerna funnit bruksföremål som är 7 år gamla. De har daterat föremålen med hjälp av kol-14-metoden. Förklara
Läs merLösningar del II. Problem II.3 L II.3. u u MeV O. 2m e c2= MeV T += MeV Rekylkärnans energi försummas 14N
Lösningar del II Problem II.3 Kärnan 14 O sönderfaller under utsändning av en positiv elektron till en exciterad nivå i 14 N, vilken i sin tur sönderfaller till grundtillståndet under emission av ett kvantum
Läs merKärnfysik 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 merFysik 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 Lördagen den 9:e juni 2007, kl. 08:00 12:00 Fysik del B2 för tekniskt
Läs merFöreläsning 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 merABSORPTION 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 merKärnenergi. 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 mer4 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 merFysiska institutionen, UDIF. Laboration 7 Neutronaktivering och Halveringstidsbestämning
Fysiska institutionen, UDIF Laboration 7 Neutronaktivering och Halveringstidsbestämning LABORATION 7 NEUTRONAKTIVERING OCH HALVERINGSTIDSBESTÄMNINGAR UPPGIFT 1 a. Studier av GM-rörets funktion. b. Framställning
Läs merLösningar del II. Problem II.3 L II.3. u= u MeV = O. 2m e c2= MeV. T β +=
Lösningar del II Problem II.3 Kärnan 14 O sönderfaller under utsändning av en positiv elektron till en exciterad nivå i 14 N, vilken i sin tur sönderfaller till grundtillståndet under emission av ett γ
Läs merFotoelektriska 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 merATOM 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 mer2. 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 mer7. 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 merFysik. 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 merTillämpad kvantmekanik Neutronaktivering. Utförd den 30 mars 2012
Tillämpad kvantmekanik Neutronaktivering Utförd den 30 mars 2012 Rapporten färdigställd den 12 april 2012 Innehåll 1 Bakgrund 1 2 Utförande 3 2.1 Efterbehandling.......................... 3 2.1.1 Bestämning
Läs merTill 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 merAtomens 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 merAtomens 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 merGAMMASPEKTRUM 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 merTentamen 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 merFission 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 merSönderfallsserier 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 merTILLÄMPAD 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 merFrån atomkärnor till neutronstjärnor Christoph Bargholtz
Z N Från atomkärnor till neutronstjärnor Christoph Bargholtz 2006-06-29 1 C + O 2 CO 2 + värme? E = mc 2 (mc 2 ) före > (mc 2 ) efter m = m efter -m före Exempel: förbränning av kol m m = 10 10 (-0.0000000001
Läs merKärnenergi. 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 merLösningsförslag. 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 merWALLENBERGS FYSIKPRIS
WALLENBERGS FYSIKPRIS KVALIFICERINGSTÄVLING 6 januari 017 SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET LÖSNINGSFÖRSLAG KVALTÄVLINGEN 017 1. Enligt diagrammet är accelerationen 9,8 m/s när hissen står still eller rör sig med
Läs merBFL122/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 merStora 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 merTILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 2
TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 2 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 merAtomens 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 merLaborationsrapport neutronaktivering
Laborationsrapport neutronaktivering Av Daniel Tingdahl. Medlaborant: Lennart Olofsson Sammanfattning I denna laboration bestämdes dels halveringstiden för 116m In, dels reaktionstvärsnittet för termiska
Läs merBFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 7 Kvantfysik, Atom-, Molekyl- och Fasta Tillståndets Fysik
Föreläsning 7 Kvantfysik 2 Partiklars vågegenskaper Som kunnat konstateras uppträder elektromagnetisk strålning ljus som en dubbelnatur, ibland behöver man beskriva ljus som vågrörelser och ibland är det
Läs mer7 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 mertentaplugg.nu av studenter för studenter
tentaplugg.nu av studenter för studenter Kurskod F0006T Kursnamn Fysik 3 Datum LP4 10-11 Material Laborationsrapport radioaktivitet Kursexaminator Betygsgränser Tentamenspoäng Övrig kommentar Sammanfattning
Läs merVågrörelselära & 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 merTentamen 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 merMarie 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 merMateriens 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 merLÖSNINGSFÖRSLAG. 11. Kärnfysik. c 3, , J 3, ev 1,9 ev. E hc. 5, m 0,36 pm. hc 1, m 1,43 pm E 6, ,0 10 8
Kärnfysik 0-0. Se lärobokens facit. c 3,0 08 03. a) f Hz 4,6 0 4 Hz 6500 9 b) E hf 6,630 34 4,6 0 4 J 3, 0 9 J 3,0 9 J 3,09 ev,9 ev,6 09 Svar: a) 4,6 0 4 Hz b) 3, 0 9 J (,9 ev) 04. a) Kol är nr 6 i det
Läs merFysik 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 merWALLENBERGS 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 merLösningar till tentamen i kärnkemi ak
Lösningar till tentamen i kärnkemi ak 1999.117 Del A 1. Det finns radioaktiva sönderfall som leder till utsändning av monoenergetisk joniserande strålning? Vad är detta för strålslag? (2p) Svar: Alfastrålning
Läs mer11 Kärnfysik LÖSNINGSFÖRSLAG. 11. Kärnfysik. 3, J 3, ev 1,9 ev. c 3, E hc. 5, m 0,36 pm. hc 1, m 1,43 pm
11 Kärnfysik 1101-1102. Se lärobokens facit. c 3,0 108 1103. a) f Hz 4,6 10 14 Hz 65010 9 b) E hf 6,6310 34 4,610 14 J 3,1 10 19 J 3,110 19 J 3,11019 ev 1,9 ev 1,6 1019 Svar: a) 4,6 10 14 Hz b) 3,1 10
Läs merTentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)
Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801) Torsdag 1 november 2012, 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 merLEKTION 27. Delkurs 4 PROCESSER I ATOMKÄRNAN MATERIENS INNERSTA STRUKTUR
GÖTEBORGS UNIVERSITET Fysiska institutionen april 1983 Hans Linusson, Carl-Axel Sjöblom, Örjan Skeppstedt januari 1993 FY 2400 april 1998 Distanskurs LEKTION 27 Delkurs 4 PROCESSER I ATOMKÄRNAN MATERIENS
Läs mer7. 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 merStrålning Radioaktivitet och strålskydd
... Laboration Innehåll 1 Förberedelseuppgifter och projekt 2 3 4 α-strålnings räckvidd i luft γ-strålnings attenuering i aluminium och bly Mätning av stråldosen i olika utomhusmiljöer Strålning Radioaktivitet
Läs merLösningar 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 merTILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 1
TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 1 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 merRöntgenteknik. Vad är röntgenstrålning? - Joniserande strålning - Vad behövs för att få till denna bild? Vad behövs för att få till en röntgenbild?
joniser ande part ikelst rålni definit ion Röntgenteknik Vad behövs för att få till denna bild? Danielle van Westen Neuroröntgen, USiL Vad behövs för att få till en röntgenbild? Röntgenstrålning ioniserande
Läs merTentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 122 / BFL 111
Linköpings Universitet Institutionen för Fysik, Kemi, och Biologi Tentamen Torsdagen den 23:e maj 2013, kl 08:00 12:00 Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 122 / BFL 111
Läs merUppgift: 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 merBFL122/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 merFöreläsning 3 Reaktorfysik 1. Litteratur: Reaktorfysik KSU.pfd (fördjupad kurs) IntroNuclEngChalmers2012.pdf
Föreläsning 3 Reaktorfysik 1 Litteratur: Reaktorfysik KSU.pfd (fördjupad kurs) IntroNuclEngChalmers2012.pdf 1 Fissionsfragment (klyvningsprodukter) kärnor som bildas direkt vid fissionen Fissionsprodukter
Läs merMer 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 merFöreläsning 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 merEn 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 merFysik, 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 merMiljöfysik. 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 merStudiematerial till kärnfysik del II. Jan Pallon 2012
Frågor att diskutera Kapitel 4, The force between nucleons 1. Ange egenskaperna för den starka kraften (växelverkan) mellan nukleoner. 2. Deuterium är en mycket speciell nuklid när det gäller bindningsenergi
Läs merMateriens Struktur. Lösningar
Materiens Struktur Räkneövning 5 Lösningar 1. Massorna för de nedan uppräknade A = isobarerna är 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 63,935812u 63,927968u 63,929766u 63,929146u 63,936827u Tabell 1: Tabellen
Läs merFöreläsning 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 merAtom- 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 merMiljöfysik 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 mer8 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 merAtomen - 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 mer1. 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 mer1. 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 merSmåsaker 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 mer12 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 merRepetition kärnfysik Heureka 1: kap version 2019
Repetition kärnfysik Heureka 1: kap. 14-15 version 2019 Kärnfysik Atomkärnan består av protoner och neutroner. Dessa har följande massor: partikel massa i u massa i kg elektron 0,0005486 9,109 10-31 proton
Läs mer1.5 Våg partikeldualism
1.5 Våg partikeldualism 1.5.1 Elektromagnetisk strålning Ljus uppvisar vågegenskaper. Det är bland annat möjligt att åstadkomma interferensmönster med ljus det visades av Young redan 1803. Interferens
Läs merBFL 111/ BFL 120 Fysik del B2 för Tekniskt Basår/ Bastermin
Linköpings Universitet Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Avdelningen för Tillämpad Fysik Mike Andersson Lösningsförslag till Repetitionsuppgifter BFL 111/ BFL 120 Fysik del B2 för Tekniskt Basår/
Läs merInnehåll. 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 merIntro till Framtida Nukleära Energisystem. Carl Hellesen
Intro till Framtida Nukleära Energisystem Carl Hellesen Problem med dagens kärnkraft Avfall (idag)! Fissionsprodukter kortlivade (några hundra år)! Aktinider (, Am, Cm ) långlivade (100 000 års lagringstid)!
Läs merMedicinsk Neutron Vetenskap. yi1 liao2 zhong1 zi3 ke1 xue2
Medicinsk Neutron Vetenskap 医疗中子科学 yi1 liao2 zhong1 zi3 ke1 xue2 Introduction Sames 14 MeV neutrongenerator Radiofysik i Lund på 1970 talet För 40 år sen Om
Läs merLösningar Heureka 2 Kapitel 14 Atomen
Lösningar Heureka Kapitel 14 Atomen Andreas Josefsson Tullängsskolan Örebro Lo sningar Fysik Heureka Kapitel 14 14.1) a) Kulorna från A kan ramla på B, C, D, eller G (4 möjligheter). Från B kan de ramla
Läs merLösningar till problem del I och repetitionsuppgifter R r 0 A 13
Lösningar till problem del I och repetitionsuppgifter 03 Problem I. 6 0 08 Beräkna kärnradien hos 8O8, 50 Sn70 och 8 Pb6. Använd r 0 =, fm. L I. Enligt relation R r 0 A 3 får vi R. 6 3 3. 0 fm, R. 0 /
Läs merTentamen. 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 Tentamen Tisdagen den 27:e maj 2008, kl 08:00 12:00 Fysik del B2 för tekniskt
Läs merTheory Swedish (Sweden)
Q3-1 Large Hadron Collider (10 poäng) Läs anvisningarna i det separata kuvertet innan du börjar. I denna uppgift kommer fysiken i partikelacceleratorn LHC (Large Hadron Collider) vid CERN att diskuteras.
Läs merTentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p 2007-03-23 kl. 08.00-13.00
Institutionen för teknik, fysik och matematik Nils Olander och Herje Westman Tentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p 2007-03-23 kl. 08.00-13.00 Max: 30 p A-uppgifterna 1-8 besvaras genom att ange det korrekta
Läs merBFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 13 Kärnfysik 2 den 4 maj Föreläsning 13.
Föreläsning 13 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 kan
Läs merKEMI 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 merInnehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 12, 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 merTentamen: 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 merLösningsförslag - Tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 122 / BFL 111
Linköpings Universitet Institutionen för Fysik, Kemi, och Biologi Avdelningen för Tillämpad Fysik Mike Andersson Lösningsförslag - Tentamen Torsdagen den 26:e maj 2011, kl 08:00 12:00 Fysik del B2 för
Läs merKurs: Kemi/Fysik 2 Fysikdelen Kurskod LUI103. Examinator: Anna-Carin Larsson Tentamens datum 060822
OMTENTAMEN DEL 2 Kurs: Kemi/Fysik 2 Fysikdelen Kurskod LUI103 Examinator: Anna-Carin Larsson Tentamens datum 060822 Jourhavande lärare: Anna-Carin Larsson 070-2699141 Skrivtid 9-14 Resultat meddelas senast:
Läs merStatistisk 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 merUtveckling mot vågbeskrivning av elektroner. En orientering
Utveckling mot vågbeskrivning av elektroner En orientering Nikodemus Karlsson Februari 00 . Bohrs Postulat Niels Bohr (885-96) ställde utifrån iakttagelser upp fyra postulat gällande väteatomen ¹:. Elektronen
Läs merM = den svängande fjäderns massa K = den svängande fjäderns fjäderkonstant A = dimensionslös konstant
UPPGIFT 1: SLINKY SPRING Tid: 50 min. Materiel: Fjäder, plåt, linjal, kronometer, stativ och klämmor. Beskrivning: En "slinky spring" på horisontellt underlag sträcks ut sträckan x under inflytande av
Läs mer