Begrepp att kunna:
Atom
Atom trodde man länge var den minsta byggstenen därför kommer ordet atom från grekiskans atomus som betyder odelbar. Idag vet man dock att atomen i sig består av mindre partiklar såsom neutroner, elektroner och protoner. (Man vet även att neutroner och protoner består av kvarkar)
All materia består av atomer.
Molekyl
Molekyl är två eller flera atomer som vid en kemisk reaktion slagit sig samman. Till exempel H2O är en kemisk förening och inte ett grundämne.
Grundämne
Ett grundämne är ett ämne som består av en eller flera av samma atom. Grundämnena finns listade i det periodiska systemet och vi har idag listat 118 olika grundämnen.
Kemisk förening
En kemisk förening är flera grundämnen som har slagit sig samman och bildat en nytt ämne. Förslag på en kemisk förening är vatten, H2O.
Periodiska systemet
I det periodiska systemet finns alla hittills upptäckta grundämnen listade. Indelningen av ämnena beror på atomnumret, alltså antalet protoner i kärnan. De är också ordnade efter atommassan alltså hur mycket atomkärnan väger. De som väger minst är listade i kolumnen längst till höger och kallas ädelgaser. Periodiska systemet är också indelat i sju perioder som visar vilka grundämnen som är naturligt förekommande och vilka man upptäckt på konstgjord väg.
Elektron
Elektroner är negativt laddade och är partiklar som åker runt atomkärnan i olika elektronskal. Elektronerna har nästan ingen massa alls och räknas därför inte med i atommassan.
Atomkärna
I atomkärnan finns det protoner och neutroner som hålls samman på grund av olika laddningar.
Proton
Protoner är positivt laddade och finns inuti atomkärnan. Det är antalet protoner som avgör vilket ämne ett ämne är, ändras antalet protoner ändras också ämnet.
Neutron
Neutronerna är oladdade och finns inuti atomkärnan. Olika antal neutroner ger upphov till olika isotoper.
Partikelaccelerator
En partikelaccelerator är när man utsätter partiklar för extrema hastigheter i ett vakuumrör för att sen låta de krocka med en annan partikel för att kunna se atomens inre.
Jon
En jon är en atom eller molekyl med en elektrisk laddning. Speciellt för en jon är att den har olika antal protoner och elektroner.
Atomnummer
Atomnumret är samma sak som antalet protoner i atomkärnan. Atomnumret står snett till vänster om ämnets beteckning.
Masstal
Ett ämnes masstal är den sammanlagda summan av neutronerna och protonerna i atomkärnan. Masstalet betecknas snett upp till vänster om ämnets beteckning.
Isotop
Isotop är en variant av ett ämne. Det som skiljer de olika ämnena åt är antalet neutroner. Ämnet har alltså samma atomnummer men olika masstal.
Proton
Protoner är positivt laddade och finns i atomkärnan. Protoner avgör vilket ämne ett ämne faktiskt är. Antalet protoner är nämligen avgörande för vilket atomnummer ämnet har.
Neutron
En neutron har ingen laddning och finns i atomkärnan. Antalet neutroner är avgörande för vilket masstal ämnet har och för vilken isotop det är.
Elektron
En elektron är negativt laddade och finns i olika elektronskal utanför atomkärnan. Elektronerna väger nästan ingenting och räknas därför inte med i atommassan.
Elektronskal (K,L,M, ...)
I de olika elektronskalen får de plats olika antal elektroner. Det första elektronskalet är k-skalet 2 elektroner, l-skalet 8 elektroner, m-skalet 18 skalet. (formel 2n2)
Denna modell kallas för bohrs atommodell. Egentligen är det lite mer komplicerat, då elektroner befinner sig i så kallade orbitaler.
Elektromagnetisk strålning
Gammastrålning är ett exempel på elektromagnetisk strålning med en väldig kort våglängd och ingen massa. Elektromagnetisk strålning är en strålning som bildas när elektroner hoppar mellan elektronskalen och frigör energi.
Ett annat exempel på elektromagnetisk strålning är röntgenstrålning.
Röntgenstrålning
Wilhelm Röntgen upptäckte röntgenstrålning. Röntgenstrålning är en typ av elektromagnetisk strålning och tränger igenom hud men inte skelett.
Sönderfall
Sönderfall är när atomkärnorna sönderfaller på grund av att de är instabila. Alla atomer sönderfaller någon gång fast med olika tidsspann.
Joniserande strålning
Strålningen har förmågan att slå ut elektroner ur atomkärnan för att bilda positiva joner. Joniserande strålning är ungefär samma sak som radioaktiv strålning.
Alfastrålning
Alfastrålning är den svagaste typen av partikelstrålning och kan stoppas av endast ett papper. När alfastrålning sker utsöndrar atomen en alfapartikel, helium 24He.
Betastrålning
Betastrålning är när en neutron omvandlas till en proton och en elektron. Elektronen utsöndras som strålning i form av en betapartikel, -10e.
Gammastrålning
Till skillnad från beta- och alfastrålning består inte gammastrålning av några partiklar utan är en elektromagnetisk strålning. Gammastrålning kan inträffa vid fission, fusion, radioaktivt sönderfall och elektroner som hoppar mellan elektronskal som sedan frigör energi i till exempel form av gammastrålning.
Halveringstid
Halveringstiden är tiden det tar för ett ämnes atomkärnor att sönderfalla till hälften. Tiden kan variera och sönderfallet per sekund kan mätas i Becquerel, Bq.
Aktivitet
Hur instabilt ett ämne är. Är det väldigt instabilt sönderfaller det fortare och har därför en hög aktivitet.
Geiger-Müller-mätare
Geiger-Müller-mätare är ett instrument som används för att mäta radioaktivitet.
Becquerel, Bq
Enheten för att mäta halveringstiden. 1 Bq är ett sönderfall per sekund.
Bakgrundsstrålning
Den strålningen vi ständigt blir utsatta för till exempel från marken.
Dosimeter
Ett instrument för att mäta radioaktiv strålning under en specifik tidsperiod.
Stråldos
Dosen av strålning.
Millisievert
Enhet för att mäta radioaktivitet.
Radon
Radon är ett grundämne i form av en ädelgas. Radon bildas vid sönderfall av en instabil radium-226. Radon har i sig låg radioaktivitet men dess radondöttrar som bildas vid sönderfall av radon är radioaktivt.
Energiformer, att kunna ge flera exempel
Till exempel rörelseenergi, värmeenergi, kärnenergi och strålningsenergi.
Kärnklyvning
Kärnklyvning sker huvudsakligen när man tillsätter en neutron till ett ämne för att göra dess kärna instabil för att få den att sönderfalla för att utsöndra energi som vi kan fånga upp.
Fission
Fission innebär kärnklyvning. Fission är dagens vanligaste sätt att skapa energi på, det är fission man använder i kärnkraftverk. Under kedjereaktionen som skapas frigörs energi i form av värme, partikelstrålning och elektromagnetisk strålning.
Fusion
Fusion innebär att man sätter ihop två lätta atomer för att bilda en tyngre. För att detta ska ske krävs en otrolig hög värme och/eller högt tryck. Fusion är bättre för miljön då det inte lämnar kvar samma mängd radioaktivt avfall som fission i ett kärnkraftverk men i dagens samhälle har ingen kommit på exakt hur man ska kunna använda sig av fusion för att skapa elektricitet.
Atombomb
En atombomb är ett kärnvapen och bygger på en kedjereaktion, oftast från en fission, klyvning av tunga atomkärnor. I vissa fall bygger den dock på kombinationer av fission och fusion.
Vätebomb
En vätebomb är kraftigare än en atombomb då den bygger på en fusion. Det går till på det sättet att vätekärnor smälts samman till helium och bildar enorma mängder energi.
Kedjereaktion
När man talar om kedjereaktioner inom fysiken menar man oftast på den kedjereaktionen som finns inom fission. Där går det till på det sättet att man tillför neutroner till det redan ostabila ämnet Uran för att göra kärnan ännu mer instabil så att den omedelbart sönderfaller och avger tre nya neutroner som i sin tur letar reda på en ny atom att sönderdela. Detta fenomen utsöndrar en enorm mängd energi och är farligt om den inte är kontrollerad.
E=mc2
E=mc2 visar att energi och massa är två sidor av samma sak och att de kan omvandlas till varandra. Ekvationen säger att energi (E) är lika med massan (m) multiplicerat med ljusets hastighet (c) upphöjt till två. Den visar att om något väldigt litet skulle omvandlas till ren energi skulle det ha en enorm mängd energi.
Kärnreaktor
Det finns olika typer av kärnreaktorer, till exempel kokvattenreaktor. I kärnreaktorn är där kedjereaktionen initieras, kontrolleras och bibehålls.
Kuts
Kutsar är cylinderlikt sammanpressat urandioxid som är en kemisk förening mellan uran och syre. Flera kutsar staplas på varandra och får en kapsel. Dessa kapslar sätts samman till en bränslepatron och kan användas som bränsle i en kärnreaktor.
Generator
En generator omvandlar rörelseenergi till elektrisk energi genom elektromagnetisk induktion.
Turbin
Turbin är en snurrande motor som drivs av strömmande gas eller vätska. Turbinen ändrar vätskans eller gasens rakt-fram-rörelse till en roterande rörelse. Rörelsen kan användas till till exempel tandläkarens borr som drivs av en liten luftturbin. Turbinen kan också driva en elektrisk generator. I vattenkraftverk drivs generatorerna av stora propellerturbiner och i vindkraftverk av vindturbiner.
Styrstav
Styrstavar används för att kontrollera kedjereaktionen i reaktorhärden. Med hjälp av styrstavarna kan man styra reaktorn och till och med helt stoppa driften. Styrstavarna är gjorda på ämnen som har lätt att ta åt sig neutroner, till exempel kadmium. Finns inga neutroner stoppas kedjereaktionen och kedjereaktionen kan på så sätt kontrolleras.
Bränslestav
Bränslestavar är flera kutsar sammansatta. Bränslestavarna sätts samman till bränslepatroner och kan sedan användas som bränsle för reaktorn.
Kondensor
Kondensorn gör så att vattnet kyls av och får vattnet att övergå från gasform till flytande form.
Moderator
En moderator är ett ämne som används för att sänka energin på snabba neutroner i kedjereaktionen. Vatten, tungt vatten eller grafit används vanligen som en moderator i ett kärnkraftverk.
- Hur ett kärnkraftverk fungerar.
Begrepp: Kärnreaktor, styrstav, skyddshölje mot strålning, vattenånga, turbin, generator, kondensor, värmeväxlare, varmvatten till hushållen, transformator, kraftlinje, hushåll, transformator, bränslestavar (uran), moderator (grafit), kallt vatten, varmt vatten
I kärnreaktorn sker kärnklyvningen. Neutroner skickas in till bränslestavarna. Bränslestavar är kutsar av uran sammanpressade, dessa används som bränsle till kärnreaktorn. Neutronerna träffar det redan instabila uran-235 och delar på dess atomkärna för att utsända energi, värme och tre nya neutroner som även de börjar klyva nya atomkärnor, en kedjereaktion. Denna kedjereaktion kontrolleras av styrstavar. Styrstavarna är gjorda på ämnen som lätt drar åt sig neutronen, till exempel ämnet kadmium. Med hjälp av dessa kan man styra reaktorn och helt stänga av reaktorn i nödsituationer. Det finns även en moderator som drar åt sig neutroner, i vanliga fall består dessa moderatorer av tungt vatten eller grafit. Dessa används för att sänka energin på neutronerna i kedjereaktionen. Reaktorn har även ett skyddshölje i toppen för att skydda mot att radioaktiv strålning ska utsöndras.
När vattnet leds upp i en värmeväxlare möts det i toppen av den varma energin från kärnklyvningen. Vattnet förångas och stiger i reaktorn och leds ut i ett rör som leder vattenångan till en turbin. Vattnets värmeenergi får turbinen att rotera snabbt och energin som bildas i turbinen förs vidare till en generator som omvandlar rörelseenergin till elektrisk energi. Vattenångan efter turbinen leds ner till en kondensor som kondenserar och kyler av ångan till kallt vatten som sedan leds upp i värmeväxlaren igen för att sedan upprepa samma sak och fortsätta i kretsloppet.
När rörelseenergin har omvandlats till elektrisk energi leds elektriciteten till en transformator som ändrar spänningen av strömmen. Denna ström leds sedan ut till hushållen via kraftlinjer. När vattnet har använts i hushållen leds det tillbaka till kondensorn för att göra det till kallt flytande vatten för att sedan upprepa samma process i kretsloppet.
(I ett kärnkraftverk använder man sig ut av fission, dvs klyvning av atomkärnor. I kärnreaktorn finns smala uran-rör, där man skickar en neutron med enorm kraft så att en atomkärna från uran delas och därmed sänder ut två till neutroner som i sin tur delar andra atomkärnor. Detta kallas för en kedjereaktion.
När det sker en fission i kärnreaktorn så utsöndras värme som i sin tur värmer upp vatten som i sin tur får en turbin att börja snurra. När turbinen börjar snurra så sätter generatorn igång som då omvandlar rörelseenergin till elektrisk energi genom elektromagnetisk induktion. Elektriska energin omvandlas sedan mellan olika ström och spänningsnivåer i en transformator, som i sin tur åker till konsumenterna via en kraftlinje.
Vattnet har flera uppgifter i ett kärnkraftverket. Dels så används vattenångan för att få igång turbinen. Dessutom används vatten som en moderator, dvs att den gör så att neutronerna saktas ner och därmed en mer kontrollerad process.)
- Hur de olika “strålningarna” alfa, beta, gamma uppkommer.
Strålning kan uppkomma slumpmässigt, dvs naturligt, men kan även uppkomma på konstgjord väg.
Fission och Fusion är exempel då gammastrålning uppkommer.
Gammastrålning kan bildas när en elektron hoppar upp och sedan tillbaka i ett elektronskal eller genom radioaktivt sönderfall och fission och fusion.
- Hur strålning kan användas i sjukvård, modern teknik mm.
Inom sjukvård används strålning. Ett exempel är röntgen, som är en elektromagnetisk strålning. Denna strålning är stark nog att åka igenom huden, men inte skelett. Därför använder man Röntgen för att kunna se exempelvis skador i skelettet.
Gammastrålning är också en elektromagnetisk strålning som används inom sjukvården. Gammastrålning kan till exempel användas för att ta bort ett tumör. Dock så finns det risker när man sprutar in en massa strålning i kroppen eftersom det faktisk kan orsaka cancer, när det egentligen ska bota cancer. För att minimera risken för att orsaka “ny” cancer så skickar man in gammastrålning från massa olika håll. Detta leder till att skärningspunkten (den punkt där alla strålningar möts) får en sammanlagt stark strålning för att ta bort tumöret.
I mobiler och TV-apparater används radiovågor för att skicka signaler mellan olika enheter, till exempel textmeddelanden eller samtal.
- Hur strålning kan vara skadligt.
Kan orsaka sjukdomar, till exempel cancer. Strålningen kan påverka kroppens molekyler vilket kan förstöra vävnader, celler
Bra ord, men vissa förklaringar var lite bortledande.
Mycket bra sammanfattning! Jag och min kompis Oscar har kantat mycket till denna ljuva text! Återkommer med resultatet från provet! 😁