Atom- og kernefysik. Litteratur: Ny prisma 9 s : Partikler med fart på Ny Prisma Plus- s. 6-15: Kerneenergi

Transkript

1 EMNE 3: tom- og krnfysik. Littratur: Ny prisma 9 s. 58-8: Partiklr md fart på Ny Prisma Plus- s. 6-5: Krnnrgi tommodllr: 2 græsk filosoffr, dr lvd før Kr. ristotls Torin om d fir lmntr (Ild, jord, luft og vand) Dmokrit Brugr ordt atom = udllig ristotls opfattls r frmhrsknd op til 9. Århundrd Dalton-Lavr forsøg (mpri) brugr btgnlsn molkylr Thompson- Lavr forsøg opdagr lktronn MODEL: ROSINBOLLEMODELLEN Ruthrford- Lavr forsøg opdagr atomkrnn MODEL: PLNETMODELLEN Bohr- Forklarr atomts lysudsndls (linispktr) og stabilitt md sin modl. MODEL: BOHRS TOMMODEL tomts opbygning : Positiv krn ngativt lktronsystm Elktronr: Ladning -, vægt /836 u Protonr: Ladning +, vægt u Nutronr: Ladning, vægt u tomts opbygning Lig mang protonr og lktronr Forklaring af dt priodisk systm Priodr skallr skalopfyldningsrgl 2n 2. Hovdgruppr Mtal- ikk mtallr Markring for radioaktivitt

2 Nuklidkort: Nuklidr atomkrnr Isotopr: Samm antal protonr -tal liggr på samm vandrt aks Isotonr: Samm antal nutronr N-tal liggr på samm lodrt aks Isobarr: Samm antal nuklonr -tal - skrå Forklaring af vægttallt i dt priodisk systm: (Brug chlor som ksmpl) Nuklidkortts opbygning. x-aks = antal nutronr y-aks = antal protronr Sort: Stabilittslini (D sort stoffr r stabil dvs. ikk radioaktiv) Blå: Rød: β - radioaktivitt (btaminusradioaktivitt) - lktronr β + radioaktivitt (btaplusradioaktivitt) positronr Grøn: α radioaktivitt (alfaradioaktivitt) hliumkrnr Gul: ε procs: K-indfangning γ-radioaktivitt: (Elktromagntisk stråling, gammafotonr) Hnfaldstidr

3 Radioaktivitt: Hovdrgl ll fysisk og kmisk systmr stræbr ftr dn lavst mulig nrgi. a. Drfor smltr is hvis tmpraturn r højr nd fryspunktt b. Drfor faldr n stn nd hvis dn kasts ud fra t tårn c. Drfor skr dr kmisk raktionr (lktronsystmt) d. Drfor skr dr radioaktiv procssr (atomkrnn) Elktromagntisk stråling (lys, IR og UV) opstår vd nrgiovrgang i lktronsystmt (Bohrs atommodl) Drfor r dr forskllig lysudsndls, når dt samm atom optrædr i forskllig kmisk forbindlsr, idt lktrosystmt hrvd forandrs. Radioaktiv stråling (α, β -, β + og γ) opstår vd nrgiovrgang og forandringr i atomkrnn. Drfor r dn radioaktiv stråling dn samm uanst hvilkn kmisk forbindls atomt indgår i α, β -, β + kalds partiklstråling γ- stråling kands lktromagntisk stråling Dn radioaktiv stråling r i stand til at stød lktronr væk fra stoffr. Drfor kalds dn ionisrnd stråling Baggrundsstråling:Hvor kommr baggrundstrålingn fra? Målnhdn Sivrt Baggrundsstrålingn i DK

4 Forskllig typr stråling: Klassifikation: a. Bstanddl b. Hvor opstår dn c. Krnprocs d. Farv i nuklidkort. fbøjning i lktrisk flt f. Rækkvidd g. Gnnmtrænglighd h. Gang i nuklidkortt lfastråling a. Bstår af hlium krnr b. Opstår vd nuklidr (atomkrnr dr vjr for mgt). Dt btydr at nutronrn har svært vd at hold sammn på krnn. Dn må på slankkur og udsndr drfor hliumkrnr 4 H c. 2y 2H( ) d. lfaradioaktiv stoffr r grønn i nuklidkortt. lfapartiklr afbøjs langsomt hn mod minus i t lktrisk flt, da d r tung og positiv. f. lfapartiklr standss af ca. -2 cm luft. D r farlig at få ind i kroppn. g. lfapartiklr standss af t par stykkr papir h. To tilbag og to nd Btaminusstråling a. Bstår af lktronr b. Opstår vd nuklidr dr har for mang nutronr. I nuklidkortt liggr d undr dn sort stabilittslini c. En nutron omdanns til n proton og n lktron n p d. Btaminusradioaktiv stoffr r blå i nuklidkortt. Btaminuspartiklr afbøjs hurtigt hn mod plus i t lktrisk flt, da d r ltt og ngativ f. Btaminuspartiklr standss af ca. 5 m luft. g. Btaminuspartiklr standss af t -2 mm. luminium (l) h. En tilbag og n op (n skråt op)

5 Btaplusstråling a. Bstår af positronr (positiv lktronr) b. Opstår vd nuklidr dr har for mang protonr. I nuklidkortt liggr d ovr dn sort stabilittslini. c. En proton omdanns til n nutron og n positiv lktron p n y d. Btamplussradioaktiv stoffr r rød i nuklidkortt. Btapartiklr afbøjs hurtigt hn mod minus i t lktrisk flt, da d r ltt og positiv f. ukndt vi lavr ikk forsøg md btaplusstrålr g. ukndt vi lavr ikk forsøg md btaplusstrålr h. En frm og n nd (n skråt nd) K-indfangning a. En K-indfangning (psilonprocs) r ikk n stråling ud af til mn n stråling ind i krnn, idt krnn fangr n lktron fra dn først skal (K-skalln) b. Opstår vd nuklidr dr har for mang protonr. I nuklidkortt liggr d ovr dn sort stabilittslini. c. En proton og n lktron omdanns til n nutron p n y d. Epsilonradioaktiv stoffr r gul i nuklidkortt. Ikk rlvant f. Ikk rlvant g. Ikk rlvant h. En frm og n nd (n skråt nd)

6 Gammastråling a. Bstår af kortbølgt lktromagntisk stråling (gammafotonr, kvantr) b. Opstår vd nuklidr dr r anslåd. Når d faldr tilbag til grundtilstandn udsnds dn ovrskydnd nrgi som gammafotonr. Gammastråling optrædr sammn md alfastråling og btastråling og K-indfang. Man talr om n gammarst. c. Krnn udsndr nrgi d. x* x. Gammaradioaktiv stoffr har ingn spcil farv i nuklidkortt f. Gammastråling afbøjr ikk i t lktrisk flt, da d r lktrisk nutral. g. Ikk angivt h. Gamma strålr standss af t tykt lag bly (Pb) i. Ingn- da dr ikk skr nogn krnændring Hnfald Radioaktiv hnfaldsrækkr ligning og gang i nuklidkortt Halvringstid Kulstof 4 mtodn til aldrsbstmmls Krnnrgi Einstins mass/nrgiligning E = m*c 2 Kræftr og nrgi i atomkrnn Fissionsprocssr Fusionsprocssr Kontrollrt og ukontrollrt kædraktion tomkraftværk Kulfyrt kraftværk: Turbin, gnrator, transformator Krnraktor Fissilt matrial- brændsl (Uran, brigt uran) Modrator (forskl på lt vand, tungt vand) Kontrolstængr (Cadmium) Primært og skundært krdsløb Opbvaring af radioaktivt matrial Forurning fra krnkraftværkr Forurning fra kulfyrd kraftværkr Drivhusffkt Fotosynts/forbrænding Syrrgn

7 Fusionskraftværk Lang udsigtr Magntfltr Soln som fusionsraktor FORSØG, mn 3: Forsøg md alfa strålr Forsøg md bta strålr Forsøg md gammastrålr Forsøg md baggrundsstråling Forsøg md sltin-salt Forsøg md klippstykk Forsøg md trningr og halvringstid Radioaktivitt opgavr i stråling lpha-stråling Bta(minus)-stråling Bta(plus)-stråling K-indfang Blandd opgavr i stråling tomts opbygning 6., 6.2, 6.3, Scinc4U skalmodl Strålingstypr Strålingstypr udfyldt skma Fission.,.2,.3,.4 Halvvringstidskurvr Rptitionsark kopiark -7 Rptitionsopgavr i stråling