2 H (deuterium), 3 H (tritium)



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

Vilken av dessa nivåer i väte har lägst energi?

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

Från atomkärnor till neutronstjärnor Christoph Bargholtz

- kan solens energikälla bemästras på jorden?

LUFT, VATTEN, MARK, SYROR OCH BASER

LÖSNING TILL TENTAMEN I STJÄRNORNA OCH VINTERGATAN, ASF010

Periodiska systemet. Atomens delar och kemiska bindningar

Instuderingsfrågor för godkänt i fysik år 9

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

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

Instuderingsfrågor Atomfysik

atomkärna Atomkärna är en del av en atom, som finns mitt inne i atomen. Det är i atomkärnan som protonerna finns.

Universums uppkomst: Big Bang teorin

Kemi. Fysik, läran om krafterna, energi, väderfenomen, hur alstras elektrisk ström mm.

KEMI 1 MÄNNISKANS KEMI OCH KEMIN I LIVSMILJÖ

Kosmologi - läran om det allra största:

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!

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

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

Edwin Hubbles stora upptäckt 1929

FACIT TILL FINALEN GRUNDBOK

Atomnummer, masstal och massa. Niklas Dahrén

Baskemi Av Truls Cronberg, Version 01b Utskrifts datum:

Atomen - Periodiska systemet. Kap 3 Att ordna materian

Upplägg. Big Bang. Rekombinationen I. Översiktskurs i astronomi Lektion 12: Universums barndom och framtid. Ett strå. strålningsdominerat universum

Grundläggande Kemi 1

Jino klass 9a Energi&Energianvändning

ELLÄRA. Denna power point är gjord för att du ska få en inblick i elektricitet. Vad är spänning, ström? Var kommer det ifrån? Varför lyser lampan?

Atom- och Kärnfysik. Namn: Mentor: Datum:

Innehållsförteckning. Innehållsförteckning 1 Rymden 3. Solen 3 Månen 3 Jorden 4 Stjärnor 4 Galaxer 4 Nebulosor 5. Upptäck universum med Cosmonova 3

Inspirationsdag i astronomi. Innehåll. Centret för livslångt lärande vid Åbo Akademi Vasa, 24 mars 2011


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

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

Varför forskar vi om elementarpartiklar? Svenska lärarare på CERN Tord Ekelöf, Uppsala universitet

Vanlig materia (atomer, molekyler etc.) c:a 4%

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

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

Brandsäker rökkanal. Skorstensfolkets guide till en trygg stålskorsten

6. Likströmskretsar. 6.1 Elektrisk ström, I

Översiktskurs i astronomi Lektion 6: Planetsystem forts. Solsystemet I: Banor. Solsystemet II: Banplanet

PERIODISKA SYSTEMET. Atomkemi

Det mesta är blandningar

Kärnenergi. Kärnkraft

Materia Sammanfattning. Materia

Einstein's Allmänna relativitetsteori. Einstein's komplexa Allmänna relativitetsteori förklaras så att ALLA kan förstå den

Protonen upptäcktes 1918 och neutronen Atommodellen

Solsystemet II: Banplanet. Solsystemet I: Banor. Jordens magnetfält I. Solsystemet III: Rotationsaxelns lutning mot banplanet. Solvind 11.

VAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra KEMINS GRUNDER

En rundvandring i rymden

Från nebulosor till svarta hål stjärnors födelse, liv och död

VAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra KEMINS GRUNDER

Rapport om Solenergikurs Sol 20 Sida 1 av 6. Kurs innehåll SOL 20

Repetitionskompendium Grundläggande kemi Årskurs

12 Elektromagnetisk strålning

Astronomi. Vetenskapen om himlakropparna och universum

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

Denna teori presenterades av Empedokles ca 450 f.kr.

Kemiskafferiet modul 3 kemiteori. Atomer och joner

Översiktskurs i astronomi Lektion 4: Atomer och spektra

Guld. fabriker. Kosmos nya

Björne Torstenson (TITANO) Sida 1 (6)

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

Kärnenergi. Kärnkraft

Partikelfysik och det Tidiga Universum. Jens Fjelstad

Vatten och avlopp i Uppsala. Av: Adrian, Johan och Lukas

Bränslecell. Kaplanskolan Klass: EE1B Av: Hannes Laestander

VARFÖR MÖRK ENERGI HAR EN ANMÄRKNINGSVÄRT LITET VÄRDE. Ahmad Sudirman

Energi & Atom- och kärnfysik

Trots att det är farligt bor många människor nära vulkaner. Det beror på att det är bra att odla i askan, det växer bra.

Astrofysikaliska räkneövningar

Universums tidskalor - från stjärnor till galaxer

Handledning (3 sid) + manus (21 sid) Jakten på atomerna. FILMO En del av Swedish Film AB

Område: Ekologi. Innehåll: Examinationsform: Livets mångfald (sid ) I atomernas värld (sid.32-45) Ekologi (sid )

Atomen och periodiska systemet

Några övningar att göra

Sett i ett lite större perspektiv

ATOMENS BYGGNAD. En atom består av : Kärna ( hela massan finns i kärnan) Positiva Protoner Neutrala Neutroner. Runt om Negativa Elektroner

Gull! Astrofysikk, kärnfysik, kvantmekanik og relativitetsteori i vardagen? Jonas Persson Institutt for Fysikk, NTNU

Science Night Rymden nu och framåt Aktuell forskning om rymden som utgångspunkt för intresseskapande fysik.

Innehållsförteckning. Historik utvinning energiomvandling Miljö användning framtid

rep NP genomgång.notebook March 31, 2014 Om du har samma volym av två olika ämnen så kan de väga helt olika. Det beror på ämnets densitet.

Översiktskurs i astronomi Lektion 7: Solens och stjärnornas energiproduktion samt utveckling

CYGNUS. Länktips! Kallelse: Årsmöte 15 mars 2012

Orienteringskurs i astronomi Föreläsning 1, Bengt Edvardsson

Allt börjar... Big Bang. Population III-stjärnor. Supernova-explosioner. Stjärnor bildas

Ett expanderande universum Ulf Torkelsson

Hur mycket betyder Higgspartikeln? MASSOR!

Himlakroppar rör sig närmare och närmare intill det svarta hålet i Vintergatans centrum

Temperatur. Värme är rörelse

Statens strålskyddsinstituts föreskrifter om dosgränser vid verksamhet med joniserande strålning;

Atomens uppbyggnad. Niklas Dahrén

Stjärnors död samt neutronstjärnor. Planetära nebulosan NGC (New General Catalogue) Kattöganebulosan

Innehållsförteckning. Framtid för Fusionsreaktor Källförteckning 14-15

Introduktion till kemisk bindning. Niklas Dahrén

** Bil med bränslecell

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

Atomteori. Biologisk kemi 7,5 hp KTH Vt 2012 Märit Karls. Titta på: Startsida - Biologisk Kemi (7,5hp) [PING PONG]

Transkript:

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. Efter c:a 1 sekund börjar neutronerna att förstöras. Samtidigt kan en del av neutronerna förena sig med protoner till tunga vätekärnor (deuterium). Den stora mängden energirika fotoner medför att deuterium- kärnorna förstörs lika fort som de bildas. Först efter c:a 100 sekunder har temperaturens sjunkit så lågt att deuterium kan överleva.

När väl deuterium bildats sker en rad kärnreaktioner snabbt t. ex.: Slutresultatet blir att stora mängder helium ( 4 He) bildas......men också små mängder 2 H (deuterium), 3 H (tritium) och 3 He. Ytterst små mängder 7 Li och 7 Be bildas också. 3 Hoch 7 Be är radioaktiva, och övergår senare till 3 He resp. 7 Li.

Det finns en rad anledningar till att inga andra grundämnen kan bildas: Det saknas stabila atomkärnor med fem kärnpartiklar (=atomvikt 5). Sannolikheten för att bilda atomkärnor med fler än fyra kärnpartiklar blir därför mycket låg. Det saknas också stabila atomkärnor med atomvikt 8. Sannolikheten för att bilda ännu tyngre atomkärnor blir därför försumbart liten. Temperaturen sjunker snabbt och för att bilda tyngre atomkärnor krävs högre temperatur än för att bilda lätta atomkärnor. Antalet tillgängliga neutroner sjunker också snabbt, och det första steget t i kärnsyntesen (bildandet d av deuterium) upphör. Densiteten minskar snabbt och antalet kollisioner sjunker därmed också snabbt.

Efter några hundra tusen år hade universums temperatur sjunkit till c:a 3000 K. Då kunde atomkärnorna förena sig med elektroner till neutrala atomer. Denna händelse kan vi idag observera i form av den s.k. kosmiska bakgrundsstrålningen:

De täthetsfluktuationer man kan skönja i bakgrundsstrålningen har med tiden utvecklats till stjärnor och galaxer. De första stjärnorna bestod (nästan) uteslutande av väte och helium. Dagens stjärnor består också mest av väte och helium, men ett par procent av stjärnornas massa utgörs av andra grundämnen.

Kemisk utveckling De äldsta stjärnorna i Vintergatan, t.ex. i klotformiga stjärnhopar innehåller endast någon promille eller ännu mindre av tyngre grundämnen (astronomer har för vana att kalla alla grundämnen förutom väte och helium för metaller). Unga stjärnor, t.ex. i öppna stjärn- hopar, kan däremot ha en metall- halt av c:a 3 procent (viktsmässigt).

Grundämnessyntes i stjärnor I stjärnornas inre pågår kärnprocesser. I de flesta stjärnor (huvudseriestjärnor och röda jättar) omvandlas väte till helium. Detta kan ske på flera sätt. Ovan visas reaktionsstegen i den s.k. proton-proton-kedjan.

I mer utvecklade jättestjärnor s.k. AGB-stjärnor kan det helium som tidigare bildats omvandlas til kol via den s.k. trippel-alfa- processen. En del av de bildade kolkärnorna kan också kollidera med helium och bilda syrekärnor ( 12 C + 4 He 16 O). För de flesta stjärnor är inga fler kärnprocesser möjliga. I de riktigt tunga stjärnorna kan dock en rad ytterligare reaktioner ske.

I de tunga stjärnorna kan alla grundämnen fram till och med järn bildas. Samtidigt frigörs den energi som får stjärnan att lysa. För att bilda ännu tyngre grundämnen krävs däremot att man tillför energi. Om man betänker att temperaturen i stjärnornas inre kan vara flera hundra miljoner grader, är det fullt möjligt att använda en liten del av energin för detta.

Neutroninfångning Den process som bygger upp grundämnen tyngre än järn kallas neutroninfångning. Fria neutroner fångas in av en atomkärna vars atomvikt därmed ökar. Vissa atomkärnor är radioaktiva och sönderfaller via s.k. beta-sönderfall till ett nytt grundämne (neutronen omvandlas till en proton). Man skiljer på två typer av infångning, långsam (s-processen, s=slow) och snabb (r-processen, r=rapid). S-processen försiggår huvudsakligen i s.k. AGB-stjärnor, medan r- processen sker i samband med supernovor.

Man skiljer på olika typer av supernovor. När tunga stjärnor exploderar slungas mycket av de nybildade grundämnena, inklusive de som bildats genom r-processen ut i rymden. Ett undantag är järn, som i stor utsträckning förstörs och omvandlas till neutroner i den stjärnrest (neutronstjärna som blir kvar efter explosionen. Järn frigörs istället i supernovor av typ Ia, när en vit dvärg exploderar och där mycket av dess inre (från början kol och syre) snabbt omvandlas till andra grundämnen, främst järn och snarlika ämnen.