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 Strålning kan delas in två delar: Elektromagnetisk strålning gammastrålning och röntgen Partiklar elektroner (betastrålning, protoner, alfastrålning och neutroner) 3
Två typer av strålning Joniserande strålning har: tillräckligt med energi för att lösgöra elektroner ur ett ämnes atomer eller slå sönder molekyler. Joniserande strålning i form av alfa, beta, gamma och neutroner uppkommer när radioaktiva ämnen sönderfaller. Joniserande strålning kan också produceras på konstgjord väg med hjälp av röntgenapparater eller acceleratorer. Ickejoniserande strålning delas in i: elektromagnetiska fält, optisk strålning och ultraljud. 4
Joniserande strålning - partiklar Alfastrålning är partikelstrålning och består av heliumkärnor som sänds ut när vissa tunga atomkärnor sönderfaller. Alfastrålningen har en räckvidd i luft på bara några få centimeter, den stoppas av tunt papper. Den kan inte tränga igenom huden men kan skada oss om det alfastrålande ämnet kommer in i kroppen genom inandningsluft eller dricksvatten. Den största risken att få in alfastrålning i kroppen kommer från radon. Betastrålning är också partikelstrålning och består av elektroner eller positroner som sänds ut när vissa atomer sönderfaller. Betastrålning hindras av tjocka kläder eller fönsterglas och når flera meter i luft. Betastrålning utgör en risk för människan om partiklarna kommer in i kroppen på samma sätt som alfapartiklar dessutom kan betastrålningen ge skador på ytliga organ som ögats lins. Neutronstrålning finns naturligt på samma sätt som alfa-, beta- och gammastrålning. Dessutom uppkommer neutronstrålning bland annat vid kärnklyvning i kärnkraftsreaktorer och finns inne i reaktorn då den är i drift. Neutronstrålningen stoppas av några meter vatten. 5
Joniserande strålning - EM Gammastrålning är elektromagnetisk strålning som uppstår när radioaktiva ämnen sönderfaller. Den har lång räckvidd men stoppas av ett blyskikt på flera centimeter, decimetertjock betong eller flera meter vatten. Elektromagnetisk strålning och elektroner kan även skapas på konstgjord väg av röntgenapparater och acceleratorer, genom att elektroner kolliderar med olika ämnen. Då skapas röntgenstrålning och bromsstrålning. Röntgenstrålning har lång räckvidd men stoppas av någon millimeter bly. Däremot behövs tjockare blylager eller betong för att stoppa bromsstrålning. Röntgen och bromsstrålning upphör så fort apparaten stängs av. 6
Radioaktivitet Radioaktiva ämnen har atomer vars kärnor faller sönder och bildar mindre atomkärnor, alltså andra grundämnen. En liten del av massan blir strålning och värme. Radioaktivitet är ett fysikaliskt fenomen när atomkärnor spontant (plötsligt) omvandlas till andra typer av kärnor, samtidigt som de avger joniserande strålning. Neutroner och protoner, som utgör delarna i en atomkärna, såväl som andra partiklar i närheten styrs av flera olika krafter (växelverkan) Radioaktivitet kännetecknas av att det inte är några externa krafter eller energikällor inblandade utan kärnan sönderfaller spontant (av sig själv). Det finns kärnreaktioner med extern påverkan som kan leda till att kärnor hamnar i ett lägre energitillstånd (som fission och fusion), men detta behöver inte vara radioaktivitet. 7
Radioaktivitet Fenomenet upptäcktes 1896 av den franske vetenskapsmannen Henri Becquerel 1 Bq innebär 1 kärnsönderfall per sekund. Har Du funderat över varför det är varmt i jordens inre? Jo, värmen kommer just från sönderfall av radioaktiva ämnen, som finns där naturligt. Vi kan utnyttja jordvärmen, den geotermiska energin. Radioaktiva ämnen sprids med luften eller vattnet. Vinden sprider ämnena snabbast. Nerfallet på marken ger de största doserna som når människor. I sjöar har förorening av radioaktiva ämnen uppmätts, men inte i hav, där utspädningen blir alltför stor. Utom de radioaktiva ämnen som finns i naturen, har människan skapat nya källor: olyckor i kärnkraftverk, provsprängningar av bomber och utsläpp från upparbetning av avfall från kärnkraftverk. Det handlar om radioaktiva isotoper (former) av till exempel jod och cesium som inte finns i naturen. De sprids på samma sätt som naturliga radioaktiva ämnen. 8
Symboler för radioaktivitet Klassisk symbol Ny symbol 9
1 2 H H 1 1 3 1 H Masstalet anger antalet protoner och neutroner Masstalet anges uppe till höger om det kemiska tecknet. Masstal används för att skilja isotoper åt. av: Sofie Nilsson 10
Isotoper är varianter av samma grundämne. Isotoper har samma antal protoner men har olika antal neutroner. Nuklid är namnet på en isotop, ex kol-14 Grundämne betyder baraa antalet protoner. av: Sofie Nilsson 11
Demokritos var den som grundade begreppet atom. Detta gjorde han redan 400 f.kr. Atomteorin glömdes sen bort ända till 1600-talet då den väcktes till liv av bl.a. Isaac Newton. John Dalton, engelsk kemist, var den som kring år 1800 på allvar började jobba med atomteorin. J.J. Thompson, engelsk fysiker, upptäckte elektronen i slutet av 1800-talet. Ernest Rutherford visade några år senare, genom försök, att atomen består av en liten kompakt kärna med elektroner runt. av: Sofie Nilsson 12
Niels Bohr, 1885-1962, dansk fysiker som 1913 för första gången presenterar en modell av en atom. Denna modell är mycket lik den vi använder idag. Atomen består av tre olika sorters elementarpartiklar. I kärnan finns protoner och neutroner. Runt kärnan kretsar de negativa elektronerna. Antalet protoner bestämmer vilket grundämne det är och är atomnumret. Antalet elektroner är lika med antalet protoner. av: Sofie Nilsson 13
En partikelaccelerator används för att bevisa standarmodellen. Eftersom kvarkar bara uppkommer vid kollision med hög hastigheter. Bild på CERN av: Sofie Nilsson 14