Atomkärnan

Atomkärnor är uppbyggda av protoner och neutroner. Atomkärnan #_Z^A{\text{X}}# har # A  # nukleoner, av dessa är # Z  # protoner och A-Z neutroner. Atomer av samma grundämne kan ha olika många neutroner. Detta kallas för olika isotoper av ämnet. Med en nuklid menas en atom med ett bestämt antal neutroner, protoner och elektroner. Massan kallas nuklidmassan.

Krafter och energi i atomkärnan

Nukleonerna i en atomkärna hålls samman av den starka kärnkraften. Den energi som krävs för att frigöra en nukleon från en atomkärna kallas nukleonens bindningsenergi.

Inom kärnfysiken används två olika enheter för energi. Sambandet mellan dem är:

#1 # eV #= 1,602 \cdot 10^{-19} # J.

Enkla kärnreaktioner

Ett föremål med massan # m # har massenergin

# E _{0} = mc ^{2}.#

Bevarandelagar för kärnreaktioner:

Laddningen, nukleontalet och totalenergin bevaras.

Totalenergin är summan av massenergin, kinetiska energin och strålningsenergin,

# E = E _{0} + E _{k} + # Eγ

Frigjord energi vid kärnreaktioner är #\Delta E _{0} =  \Delta mc ^{2} # där #\Delta m # är differensen mellan den totala massan före och efter reaktionen. Frigjord energi inkluderar kinetisk energi och strålningsenergi.

Mer om radioaktivitet

Det finns tre former av joniserande strålning: alfastrålning, betastrålning och gammastrålning. I korthet kan de beskrivas så här:

Alfastrålning (α-strålning): #_Z^A{\text{X}}\; \to \;_{Z - 2}^{A - 4}{\text{Y}} + _2^4{\text{He}}#

Betastrålning (β-strålning): Det finns två slags betastrålning, β #^{-} # och β #^{+}.#

MATHuffzVBr #8# ZM

Gammastrålning (γ-strålning):

Halveringstid

Halveringstiden # T _{1/2} # för ett radioaktivt ämne är den tid det tar för hälften av alla atomerna att omvandlas.

Sönderfallslagen: Efter tiden # t # har antalet radioaktiva kärnor minskat från # N _{0} # till N, och massan har minskat från # m _{0} # till # m # där

MATHGggxe #93# wdj

Strålningsaktivitet är antalet atomkärnor som omvandlas per tidsenhet.

Aktivitetslagen: Efter tiden # t # har aktiviteten minskat från # A _{0} # till # A #,

#A = {A_0}{\left( {\frac{1}{2}} \right)^{t/{T_{1/2}}}}#