Sönderfall
sönderfall Moderkärna Dotterkärna partikel En radioaktiv kärna av ett grundämne X skickar ut en alfapartikel och omvandlas till ett grundämne Y. Alfapartikeln är en heliumkärna: Reaktionen kan beskrivas på följande sätt: Exempel: Moderkärna Dotterkärna partikel
sönderfall + Exempel på sönderfall Dotterkärna partikel Moderkärna När en moderkärna sönderfaller till en dotterkärna frigörs det energi. De nya partiklarnas sammanlagda massa är mindre än moderkärnans. Den frigjorda energin ges som kinetisk energi till partikeln och till dotterkärnan. partikeln stoppas av ca 0,01 mm bly.
sönderfall + Exempel: Bestäm den frigjorda energin i sönderfallet nedan + 4,0026 u 238,0508 u 234,0436 u 238,0462 u m 238,0508 - 238,0462 = 0,0046 u Efrigjord 931,5·0,0046 4,3 MeV
Sönderfallet kan skrivas mer korrekt som: Där Q-värdet motsvarar energin som frigörs.
sönderfall En neutron kan omvandlas till en proton och en elektron genom sönderfall. Genom β—sönderfall kan man alltså omvandla en av neutronerna till en proton och sända ut en elektron.
sönderfall + Exempel på sönderfall Moderkärna Dotterkärna - partikel Den frigjorda energin ges som kinetisk energi till partikeln och till dotterkärnan. partikeln stoppas av ca 0,1 mm bly.
Neutrinon Vid sönderfall enligt nedan så är energin inte konserverad!! Inte ens när man tar hänsyn till elektronens kinetiska energi! + För att förklara detta fenomen behövde en ny partikel införas. Denna partikel fick namnet neutrino, och betecknas . sönderfall skrivs därför mer riktigt som + _
Neutrinon + _ Neutrinon, , har följande egenskaper. Elektriskt neutral. Mycket liten massa (eller masslös). Växelverkar genom den svaga kärnkraften (den svaga kärnkraften och den elektromagnetiska kraften är båda uttryck av den fundamentala elektrosvaga kraften). Neutrinon stoppas av ca 1016 m bly!!
β--sönderfall
β+-sönderfall År 1934 lyckades Irene och Frederic Curie skapa konstgjorda radioaktiva isotoper. Vissa av dem sände ut en annan typ av β-strålning, nämligen en positron och en neutrino. Ett exempel är följande reaktion:
Positronen är en positiv elektron Positronen är en positiv elektron. Den har samma massa som elektronen, men motsatt laddning. Den är elektronens antipartikel. Man räknar med att positronen blir till när en proton sönderfaller till en neutron, en process som kräver energi. Elektroner och positroner kallas gemensamt för beta-partiklar.
Lägre energitillstånd sönderfall En atomkärna kan befinna sig i olika energitillstånd. Men på samma sätt som elektrontillstånd i en atom bara finns i vissa diskreta nivåer, så gäller att Energitillstånden i en kärna är diskreta. Dotterkärnan efter alfa- eller betastrålning är ofta exciterad När en kärna går från ett exciterat tillstånd till ett lägre energitillstånd, så sänds foton ut. + Exciterad kärna Lägre energitillstånd stråle (foton)