Föreläsning 11 Kärnfysiken: del 3

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Storlek: px
Starta visningen från sidan:

Download "Föreläsning 11 Kärnfysiken: del 3"

Transkript

1 Föreläsning Kärnfysiken: del 3 Kärnreaktioner Fission Kärnreaktor Fusion

2 U=-e /4πε 0 r Coulombpotential Energinivåer i atomer Fotonemission när en elektron/atom/molekyl undergår en övergång Kvantfysiken Schrödingers ekvation Vågfunktion för alla partiklar ψ Ψ =sannolikhetstätheten + + Heisenbergs osäkerhetsprincip, tunnlande, E t>h x p>h potential energi för den starka kraften Energinivåer i kärnor Fotonemission när en kärna undergå en övergång γ-strålning α-strålning Vibrationsspektrums grundenergi

3 Kärnreaktioner Radioaktivitet omvandlar ett grundämne till ett annat. Vi kan orsaka en transmutation via en kärnreaktion. T.ex. den första inducerade transmutation i laboratoriet (99) α + 7 N 8 O + Betrakta en kärnreaktion när en partikel a växelverkar med nukliden X. En partikel b och nukliden Y produceras. p a + X Y + b

4 Reaktionens energi Q, bestäms av masskilladen mellan uppsättningen partiklar i början och slutet. Q = mc = ( m + m m m ) c (.) a X Om Q>0 är reaktionen exotermisk (energin släpps ut som kinetiska energi och γ-strålar) Om Q<0 är reaktionen endotermisk. Det finns en tröskel av energi hos den inkommande partikeln för att orsaka reaktionen. Om Q=0 är reaktionen elastisk. Den totala kinetiska energin förändras inte. Y b

5 Det första kontrollerade atom smasher -experimentet av Cockcroft och Walton. 7 4 p + 3Li He + 4 He Q=7.3 MeV. Den ankommande protonen hade energin 0.5 MeV. Experimentet var den första experimentella bekräftelsen av E=mc

6 Fråga 7 Li bombarderas av en proton och två alfa-partiklar produceras. Bekräfta att reaktionens energi är 7.3 MeV. Massor : : : H Li He.00785u u u 7 Li + p u = MeV/c Q = ( m p 4 + m = ( ) (93.49/c = 7.3 MeV He Li m He ) c ) c

7 Man kan skapa radioaktiva isotoper artificiellt via kärnreaktioner. T.ex Al + α P Si + β P + + P sönderfaller snabbt via n ν e ett β - sönderfall Såna reaktioner används som biologiska och kemiska spårämnen. Om neutroner skjuts mot nuklider så kan fission äga rum!

8 Fission Fissionen upptäcktes 938 av Otto Hahn, Fritz Strassman och Lise Meitner I naturen består U av isotoper 38 U(99.3%) och 35 U(0.7%) De båda isotoperna splittras om de växelverkar med neutroner (s.k. inducerad fission) 0 0 n n U U U U * * U * 9 Ba Xe Kr Sr Ett mycket instabil, exciterat tillstånd undergår fission spontant. Ungefär 00 MeV av energin släpps ut som kinetisk energi. Obs! ankommande neutron men -3 neutroner kommer undan! 0 0 n n

9 En kaskad av radioaktiva sönderfall äger rum Xe 55Cs 56Ba 57La 58Ce 6s 66s 3d 40h 40

10 Mer än 00 olika nuklider från 0 olika ämnen har hittats som fissionsfragment.

11 Varför släpps energin ut efter fission? * n + 9U 9U 56Ba+ 36Kr + 3 Kr Ba 0 n fission U fusion De lätta nukliderna: Ba och Kr har större bindningsenergi per nukleon än U

12 Bindingsenergi per nukleon för uranium Bindingsenergi per nukleon (för kärnor med Z mellan 90 och 50) 8.5 MeV Energin som släpps ut 36 ( ) = 7.6 MeV 00 MeV 70% släpps ut som den kinetiska energin av fissionfragment, 30% deladeav emitteradeneutroner, β, γ partiklar. Jämför med den kemiska energin av uran: Betrakta förbränningsprocessen U+O UO Energin som släpps ut: ev per atom, 0 miljoner gånger mindre än fission!!!

13 Att förstå fission med vätskedroppsmodellen av kärnan Betrakta kärnan som en vätskedropp som bär elektrisk laddning. (a) En 35 U absorberar en neutron och blir en 36 U * (b) Den extra energin orsakar oscilleringar (c) Repulsionen mellan de två flikarna orsakar en splittring n 35 U 36 U * fissionsfragment. n (a) (b) (c) fissionsfragment. n

14 Fission kedjereaktion neutron går in, -3 neutroner går ut! De inducerar fission i andra kärnor. En kritiskmassa krävs för att tillåta processen att öka med tiden. Det beror på materialet, geometrin, och utrustningen. Processen används i kärnkraftverk och atombomber!

15 Animation av en fissionskedjereaktion

16 Kontrollerad fission kärnkraftverk I genomsnitt produceras.5 neutroner i en 35 U fission reaktion. Man behöver 40% för att upprätthålla en kedjereaktion. Fission äger rum i reaktorns härd som kyls av vatten. Kontrollstav (bor) absorberar neutroner som sänker reaktions farten. Det är mer sannolik att långsamma neutroner inducerar fission. Kollisioner med en moderator sänka neutronernas fart. Reaktorn värmer vattnet, och vattenånga driver turbiner som producerar effekt.

17 Vad kan gå fel? 5% av energin produceras i β sönderfallen av fissionsfragment. När kedjereaktionen har stoppats med kontrollstav fortsätter värme-produktionen. För en 3000-MW reaktor produceras 00 MW av β sönderfall. Om kylande vatten funkar inte så kan en härdsmälta äga rum. En ofullständig härdsmälta skedde i den Three Mile Island olyckan (979)

18 Den värsta olyckan - Tjernobyl April 986, Ukraina. Ett test av härdens kylande system. Dålig konstruktion och mänskligt fel. För många kontrollstavar drogs tillbaka för att kompensera uppbyggnaden av 35 Xe som absorberar neutroner. Effekten ökade från % av den vanliga effekten till 00 gånger normal effekt i 4 sekunder. Vattenånga-sprängningen lyftes taket på reaktorbyggnaden. Grafit-moderatorn fattade eld -> En härdsmälta skedde.

19 Interaktiv kärnkraftstation

20 Fråga Uppskatta massan hos ett 35 U-prov som krävs varje dag för att producera 3000 MW av termisk energi via fission. Den totala energin varje dag E = MeV släpps ut i =.59 0 varje fission Antalet urankärnor = Massan hos U 35u = Massan av uranprovet = J = = kg 4 kg

21 Fusion Bindnings energi/nukleon ökas med A för lätta kärnor Fusion av lätta kärnor till en större kärna orsaka en energibefrielse. Vad händer? Om fusion ska äga rum så måstekärnorna besegra repulsion- fältet för att bli bundna av den starka kärnkraften. Coulomb- Den electrostatiska energin hos 4 0 U = -5 ke r m separation. = = 6 0 H (deuterium) 4 J på 400 kev

22 Potentiellenergi m separation Deuterium-atomer kräver 00 kev för att besegra den potentiella barriären och bilda en ny kärna. Boltzmannskonstant Det är möjligt vid hög temperatur (kt=00 kev) Temperaturen x0 9 K krävs. temperaturen Temperaturen inne i solen.5x0 7 K kt=.3 kev. Fusion äger rum i solen på grund av låga energifluktuationer och kvanttunnlande processer.

23 Den proton - proton cykeln inne i solen 3 H+ H+ He+ H H 3 3 He H + e He+ γ 4 + He+ + ν e H+ H Q = 0.4 MeV Q = 5.5 MeV Q =.9 MeV Den totala energin=4.7 MeV fördels som kinetiska energi av reaktion-fragment. Mer energi släpps ut med e + e - annihilation.

24 Fusion som en energikälla? Fusion är en attraktiv energiproduktion mekanism: Ingen förorening av atmosfären, riktig med bränsle säker, Radioaktiva fragment sönderfaller snabbt. Följande mekanismer studeras: H+ H+ H H 3 3 He+ H+ 0 H n Q = 3.7 MeV 4.03MeV 3 4 H+ H He+ 0n Q = 7.6 MeV Man behöver: hög temperatur (>0 8 K) som tar bort elektroner från atomerna. Den joniserade gasen blir en plasma. :hög partikeltäthet (n partiklar/vol) :lång fångenskap-tid τ för att tillåta reaktioner att ske: Lawsons kriterium nτ>0 0 s/m 3 (.) Q =

25 Fusion i laboratoriet Joint European Torus (JET): Värdens största fusion forskningprojekt: Oxford, UK. Plasma fångas av ett magnetfält och värms till temperaturer av miljon grader. Ingen framgång. De säger att vi måste vänta 0 år. De sa vänta 0 år för 0 år sedan. De sa vänta 0 år för 0 år sedan Nästa steg är International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) i Frankrike.

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

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

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

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

Föreläsning 09 Kärnfysiken: del 1

Föreläsning 09 Kärnfysiken: del 1 Föreläsning 09 Kärnfysiken: del 1 Storleken och strukturen av kärnan Bindningsenergi Den starka kärnkraften Strukturen av en kärna Kärnan upptäcktes av Rutherford, Geiger och Marsden år 1909 (föreläsning

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

Kärnkraft. http://www.fysik.org/website/fragelada/index.as p?keyword=bindningsenergi

Kärnkraft. http://www.fysik.org/website/fragelada/index.as p?keyword=bindningsenergi Kärnkraft Summan av fria nukleoners energiinnehåll är större än atomkärnors energiinnehåll, ifall fria nukleoner sammanfogas till atomkärnor frigörs energi (bildningsenergi även kallad kärnenergi). Energin

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 5 Reaktionslära, fission, fusion

Föreläsning 5 Reaktionslära, fission, fusion Föreläsning 5 Reaktionslära, fission, fusion Reaktionslära MP 12.1 Tvärsnitt MP 12.1 Fission MP 12.2 Fusion MP 12.2 Se även: http://library.thinkquest.org/17940/texts/star/star.html 1 TID Reaktionslära

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

Från atomkärnor till neutronstjärnor Christoph Bargholtz

Från 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 mer

Föreläsning 2 Modeller av atomkärnan

Föreläsning 2 Modeller av atomkärnan Föreläsning 2 Modeller av atomkärnan Atomkärnan MP 11-1 Protonens och neutronens egenskaper Atomkärnors storlek och form MP 11-2, 4-2 Kärnmodeller 11-6 Vad gör denna ovanlig? Se även http://www.lbl.gov/abc

Läs mer

Studiematerial till kärnfysik del II. Jan Pallon 2012

Studiematerial 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 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

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

Materiens Struktur. Lösningar

Materiens 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 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

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

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

Atomkärnans struktur

Atomkärnans struktur Föreläsning 18 tomkärnans struktur Rutherford, Geiger och Marsden påvisade ~1911 i spridningsexperiment att atomen hade sin positiva laddning och massa koncentrerad till en kärna. I vissa fall kunde α-partiklarna

Läs mer

- kan solens energikälla bemästras på jorden?

- kan solens energikälla bemästras på jorden? CMS - kan solens energikälla bemästras på jorden? Kai Nordlund Acceleratorlaboratoriet Institutionen för fysikaliska vetenskaper Helsingfors Universitet Innehåll Vad är fusion? Hur kan man utvinna energi

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

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

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

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

Kontrollerad termonukleär fusion

Kontrollerad termonukleär fusion Kontrollerad termonukleär fusion Carl Hellesen Applied Nuclear Physics Department of Physics and Astronomy Uppsala Universitet Fusionsreaktioner Skillnaderna i nukleära bindningsenergier 62 Ni hårdast

Läs mer

facit och kommentarer

facit och kommentarer facit och kommentarer Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 697 10. Atom- och k är n f ysik Facit till Testa dig själv Testa dig själv 10.1 Förklara begreppen atom Liten byggsten som all materia är uppbyggd

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

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)

Tentamen: 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 mer

Fusion. Gjord av Vedran och Pontus

Fusion. Gjord av Vedran och Pontus Fusion Gjord av Vedran och Pontus Introduktion Som alla vet så befinner sig världen i en energikris. Det är många som vill ta bort fossila bränslen och avveckla kärnkraften. Man tänker använda biobränslen,

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

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

Tvärsnitt. Tvärsnitt (forts) Föreläsning 19. Thin foil target

Tvärsnitt. Tvärsnitt (forts) Föreläsning 19. Thin foil target Föreläsning 19 Tvärsnitt Thin foil target Betrakta ett antal mindre cirklar ritade på en krittavla. Sannolikheten att föreläsaren träffar cirklarna med en pingisboll beror av cirklarnas och bollens gemensamma

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

Miljöfysik. Föreläsning 8. Bioenergi Användningen av bioenergi Verkningsgrad Bränslecell Miljöpåverkan

Miljöfysik. Föreläsning 8. Bioenergi Användningen av bioenergi Verkningsgrad Bränslecell Miljöpåverkan Miljöfysik Föreläsning 8 Bioenergi Användningen av bioenergi Verkningsgrad Bränslecell Miljöpåverkan The Blue Planet Sustainable World Energy Sustainable World Energy Macroscopic challenges, Microscopic

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

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

Intro till Framtida Nukleära Energisystem. Carl Hellesen

Intro 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 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

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

KEMA00. Magnus Ullner. Föreläsningsanteckningar och säkerhetskompendium kan laddas ner från

KEMA00. Magnus Ullner. Föreläsningsanteckningar och säkerhetskompendium kan laddas ner från KEMA00 Magnus Ullner Föreläsningsanteckningar och säkerhetskompendium kan laddas ner från http://www.kemi.lu.se/utbildning/grund/kema00/dold Användarnamn: Kema00 Lösenord: DeltaH0 F2 Periodiska systemet

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

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

Framtidens Energi: Fusion. William Öman, EE1c, El och Energi linjen, Kaplanskolan, Skellefteå

Framtidens Energi: Fusion. William Öman, EE1c, El och Energi linjen, Kaplanskolan, Skellefteå Framtidens Energi: Fusion William Öman, EE1c, El och Energi linjen, Kaplanskolan, Skellefteå Kort Historik 2-5 Utvinning 6-9 Energiomvandlingar 10-11 Miljövänlig 12-13 Användning 14-15 Framtid 16-17 Källförtäckning

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

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801) Lördag 15 december 2012,

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801) Lördag 15 december 2012, Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801) Lördag 15 december 2012, 9.00-14.00 Kursansvarig: Magnus Paulsson (magnus.paulsson@lnu.se, 0706-942987) Kom ihåg: Ny sida för varje problem. Skriv ditt namn och födelsedatum

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

1.5 Våg partikeldualism

1.5 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 mer

När man diskuterar kärnkraftens säkerhet dyker ofta

När man diskuterar kärnkraftens säkerhet dyker ofta Faktaserien utges av Analysgruppen vid Kärnkraftsäkerhet och Utbildning AB (KSU) Box 1039 SE - 611 29 NYKÖPING Telefon 0155-26 35 00 Fax 0155-26 30 74 E-post: analys@ksu.se Internet: www.analys.se Faktaserien

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

Materiens Struktur. Lösningar

Materiens Struktur. Lösningar Materiens Struktur Räkneövning 3 Lösningar 1. Studera och begrunda den teoretiska förklaringen till supralednigen så, att du kan föra en diskussion om denna på övningen. Skriv även ner huvudpunkterna som

Läs mer

LEKTION 27. Delkurs 4 PROCESSER I ATOMKÄRNAN MATERIENS INNERSTA STRUKTUR

LEKTION 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 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

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

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

Grundläggande energibegrepp

Grundläggande energibegrepp Grundläggande energibegrepp 1 Behov 2 Tillförsel 3 Distribution 4 Vad är energi? Försök att göra en illustration av Energi. Hur skulle den se ut? Kanske solen eller. 5 Vad är energi? Energi används som

Läs mer

Föreläsning 6. Amplituder Kvanttillstånd Fermioner och bosoner Mer om spinn Frågor Tentan. Fk3002 Kvantfysikens grunder 1

Föreläsning 6. Amplituder Kvanttillstånd Fermioner och bosoner Mer om spinn Frågor Tentan. Fk3002 Kvantfysikens grunder 1 Föreläsning 6 Amplituder Kvanttillstånd Fermioner och bosoner Mer om spinn Frågor Tentan Fk3002 Kvantfysikens grunder 1 Betrakta ett experiment med opolariserade elektroner dvs 50% är spinn-upp och 50%

Läs mer

Fysik 1 kapitel 6 och framåt, olika begrepp.

Fysik 1 kapitel 6 och framåt, olika begrepp. Fysik 1 kapitel 6 och framåt, olika begrepp. Pronpimol Pompom Khumkhong TE12C Laddningar som repellerar varandra Samma sorters laddningar stöter bort varandra detta innebär att de repellerar varandra.

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

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

Breedning och transmutation i snabba reaktorer

Breedning och transmutation i snabba reaktorer Breedning och transmutation i snabba reaktorer Carl Hellesen Problem med dagens kärnkraft Avfall Fissionsprodukter kortlivade (några hundra år) Aktinider (, Am, Cm ) långlivade (100 000 års lagringstid)

Läs mer

innehållförteckning sida 1 kort historik sida 2 bruk av fusion sida 3 energi involverad sida 4 förhållande till miljö sida 5 användning sida 6 framtiden Kort historik. Fusion är en relativt ny ide som

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

Fusionskraft under utveckling

Fusionskraft under utveckling Fusionskraft under utveckling Jan Weiland Transportteori, Radio och Rymd, Chalmers Elenergi för Västsverige, IVA F5-65, Göteborg 2008 Varför fusion? Fusionsforskning Termonukleär fusion har förutsättningar

Läs mer

SUBATOMÄR FYSIK F3, 2004

SUBATOMÄR FYSIK F3, 2004 LÄSHANDLEDNING SUBATOMÄR FYSIK F3, 2004 Kursbok: Introductory Nuclear Physics, K. S. Krane, J. Wiley & Sons, New York Nedan sammanfattas de delar av Kranes bok som ingår i kursen. Varje enskilt avsnitt

Läs mer

Innehållsförteckning. Framtid för Fusionsreaktor 12-13 Källförteckning 14-15

Innehållsförteckning. Framtid för Fusionsreaktor 12-13 Källförteckning 14-15 Fusionsreaktor Innehållsförteckning Historia bakom fusionsreaktor 2-3 Energiomvandling som sker 4-5 Hur fungerar en fusionsreaktor 6-7 ITER 8-9 Miljövänlig 10 Användning av Fusionsreaktor 11 Framtid för

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

Lösningar till problem del I och repetitionsuppgifter R = r 0 A 13

Lösningar till problem del I och repetitionsuppgifter R = r 0 A 13 Lösningar till problem del I och repetitionsuppgifter 0 Problem I. 6 0 08 Beräkna kärnradien hos 8 O8, 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

Läs mer

2 H (deuterium), 3 H (tritium)

2 H (deuterium), 3 H (tritium) Var kommer alla grundämnen ifrån? I begynnelsen......var universum oerhört hett. Inom bråkdelar av en sekund uppstod de elementarpartiklar som alla grund- ämnen består av: protoner, neutroner och elektroner.

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

Kärnkraft användning och konsekvenser

Kärnkraft användning och konsekvenser Föreningen Värmland mot Kärnkraft www.varmlandmotkarnkraft.se folkkampanjen.karlstad@gmail.com Material från studiecirkeln Kärnkraft användning och konsekvenser Föreläsare: Wolfgang Ranke, fysiker, Kil

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

Solens energi alstras genom fusionsreaktioner

Solens energi alstras genom fusionsreaktioner Solen Lektion 7 Solens energi alstras genom fusionsreaktioner i dess inre När solen skickar ut ljus förlorar den också energi. Det måste finnas en mekanism som alstrar denna energi annars skulle solen

Läs mer

Matematikens betydelse för att lösa världens energiproblem

Matematikens betydelse för att lösa världens energiproblem Matematikens betydelse för att lösa världens energiproblem Tünde Fülöp Chalmers tekniska högskola 2013-11-09 Enerbibehovet är enormt! 2008 2050 Befolkning 6.7 miljarder 10 miljarder Världsgenomsnitt 2.4

Läs mer

Så fungerar kärnkraft

Så fungerar kärnkraft Så fungerar kärnkraft Enkelt uttryckt är ett kärnkraftverk en elfabrik, där uran används som bränsle. Att tillverka el i ett kärnkraftverk sker enligt samma princip som i ett kraftverk som eldas med kol,

Läs mer

Föreläsningsserien k&p

Föreläsningsserien k&p Föreläsningsserien k&p 1. "Begrepp bevarandelagar, relativistiska beräkningar" 1-3,1-4,1-5,2-2 2. "Modeller av atomkärnan" 11-1, 11-2, 11-6 3. "Radioaktivitet, alfa-, beta-, gammasönderfall" 11-3, 11-4

Läs mer

Varifrån kommer grundämnena på jorden och i universum? Tom Lönnroth Institutionen för fysik, Åbo Akademi, Finland

Varifrån kommer grundämnena på jorden och i universum? Tom Lönnroth Institutionen för fysik, Åbo Akademi, Finland Varifrån kommer grundämnena på jorden och i universum? Tom Lönnroth Institutionen för fysik, Åbo Akademi, Finland Finlandssvenska fysikdagarna 2009 m/s Silja Symphony, November 13-15 Sammandrag Begynnelsen:

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

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

Miljöfysik. Föreläsning 13 Sammanfattningsföreläsning

Miljöfysik. Föreläsning 13 Sammanfattningsföreläsning Miljöfysik Föreläsning 13 Sammanfattningsföreläsning Miljöfysik Miljövetenskap Natur Fysik Energi och energiomvandlingar Människa Teknik Samhälle Energiresurser Miljöfysik Fysikaliska möjligheter och begränsningar

Läs mer

ENERGI Om energi, kärnkraft och strålning

ENERGI Om energi, kärnkraft och strålning ENERGI Om energi, kärnkraft och strålning 1 2 Vad är energi? Energi är rörelse eller förmågan att utföra ett arbete. Elektricitet då, vad är det? Elektricitet är en form av energi som vi har i våra eluttag

Läs mer

Allmän rymdfysik. Plasma Magnetosfärer Solen och solväder. Karin Ågren Rymdfysik och rymdteknik

Allmän rymdfysik. Plasma Magnetosfärer Solen och solväder. Karin Ågren Rymdfysik och rymdteknik Allmän rymdfysik Plasma Magnetosfärer Solen och solväder Rymdfysik och rymdteknik Karin Ågren 090608 Plasma Vi lever i en neutral värld, där materia är i fast, flytande eller gasform...... universum i

Läs mer

Föreläsning 2. Att uppbygga en bild av atomen. Rutherfords experiment. Linjespektra och Bohrs modell. Vågpartikel-dualism. Korrespondensprincipen

Föreläsning 2. Att uppbygga en bild av atomen. Rutherfords experiment. Linjespektra och Bohrs modell. Vågpartikel-dualism. Korrespondensprincipen Föreläsning Att uppbygga en bild av atomen Rutherfords experiment Linjespektra och Bohrs modell Vågpartikel-dualism Korrespondensprincipen Fyu0- Kvantfysik Atomens struktur Atomen hade ingen elektrisk

Läs mer

5.5. α-, β- och γ-sönderfallet (forts.)

5.5. α-, β- och γ-sönderfallet (forts.) 5.5. α-, β- och γ-sönderfallet (forts.) [Understanding Physics: 21.5-21.10] I β sönderfallet kommer en elektron att sändas ut, vilket ökar kärnans positiva laddning med +e, medan det totala antalet nukleoner

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

Föreläsning 3 Heisenbergs osäkerhetsprincip

Föreläsning 3 Heisenbergs osäkerhetsprincip Föreläsning 3 Heisenbergs osäkeretsprincip Materialet motsvarar Kap.1,.,.5 and.6 i Feynman Lectures Vol III + Uncertainty in te Classroom - Teacing Quantum Pysics K.E.Joansson and D.Milstead, Pysics Education

Läs mer

Innehållsförteckning:

Innehållsförteckning: Kärnkraft Innehållsförteckning: Sid. 2-3: Kärnkraftens Historia Sid. 4-5: Fission Sid. 6-7: Energiomvandlingar Sid. 12-13: Kärnkraftens framtid Sid. 14-15: Källförteckning Sid. 16-17: Bildkällor Sid.

Läs mer

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012 Räkneövning 9 Vågrörelselära & Kvantfysik, FK00 9 januari 0 Problem 4.3 En elektron i vila accelereras av en potentialskillnad U = 0 V. Vad blir dess de Broglie-våglängd? Elektronen tillförs den kinetiska

Läs mer

Innehållsförteckning. Historik utvinning energiomvandling Miljö användning framtid

Innehållsförteckning. Historik utvinning energiomvandling Miljö användning framtid FUSION Innehållsförteckning Historik utvinning energiomvandling Miljö användning framtid Historia dahlstiernska skriver att forskningen om fusion började kring 1930 och har fortsatt att utvecklas. Under

Läs mer

4.10. Termonukleär fusion

4.10. Termonukleär fusion 4.10. Termonukleär fusion [Understanding Physics: 21.10-21.12] Att hålla igång en fissionsprocess är lätt, eftersom de kolliderande partiklarna, neutronerna, är elektriskt neutrala, och därför inte påverkas

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

Biobränsle. Biogas. Biomassa. Effekt. Elektricitet

Biobränsle. Biogas. Biomassa. Effekt. Elektricitet Biobränsle Bränslen som har organiskt ursprung och kommer från de växter som finns på vår jord just nu. Exempelvis ved, rapsolja, biogas, men även från organiskt avfall. Biogas Gas, huvudsakligen metan,

Läs mer

tentaplugg.nu av studenter för studenter

tentaplugg.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 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

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

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

Väteatomen. Matti Hotokka

Väteatomen. Matti Hotokka Väteatomen Matti Hotokka Väteatomen Atom nummer 1 i det periodiska systemet Därför har den En proton En elektron Isotoper är möjliga Protium har en proton i atomkärnan Deuterium har en proton och en neutron

Läs mer