Visa fråga/svar

 

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [3480]

Fråga:
Vad är det som avgör om en instabil kärna "avger" alfa-, beta- eller gamma-strålning?
/Håkan N, Kvarnbyskolan, Mölndal

Svar:
Det här är en omfattande fråga, som skulle kräva en hel bok som svar. Sådana böcker finns.

Låt oss böja med gammastrålningen. Den beror på att ett tidigare alfa eller betasönderfall lämnat kärnan i exciterat (hög energi) tillstånd. Kärnan gör sig av med energin genom att skicka ut gammastrålning (fotoner).

Alfastrålningen består av heliumkärnor, som kastas ut från den sönderfallande kärnan. Det är framför allt tunga kärnor som sönderfaller med alfastrålning. Heliumkärnan är en särdeles stabil kärna, och det finns hela tiden en viss chans att två protoner och två neutroner för en kort tid slår ihop sig, och bildar en heliumkärna (alfapartikel) inuti en tung kärna. Det finns en viss sannolikhet att alfapartikeln kan läcka ut, trots att den är omgiven av en hög barriär. Det sker genom ett kvantfysikaliskt fenomen, som kallas "tunneleffekt".

Betasönderfall finns det flera olika sorter av, men gemensamt är att en sorts kvark omvandlas till en kvark av en annan sort. Uttryckt på partikelnivå innebär det att en neutron omvandlas till en proton, eller tvärt om. Kärnans laddning ändras, masstalet (antal nukleoner) ändras inte.

Slutligen det egentliga svaret på din fråga. Det helt avgörade är om den tillgängliga energin räcker.

Exempel: Cesium-137 sönderfaller till barium-137 genom att en neutron omvandlas till en proton. Ut skickas en elektron och en antineutrino. Antalet neutroner minskar från 82 till 81, och antalet protoner ökar från 55 till 56. Barium-137 lämnas i exciterat tillstånd och den "lugnar ner sig" genom att skicka ut en foton (gammastrålning).

En nuklidkarta är en grafisk representation där olika nuklider ordnats på så vis att x-axeln anger antal neutroner medan y-axeln anger antal protoner. Antalet protoner definierar vilket grundämne det rör sig om och kombinationen av antal neutroner och protoner definierar vilken isotop det rör sig om.

Nedanstående nuklidkarta visar hur kärnor med med Z protoner och N neutroner sönderfaller. Stabila kärnor är markerade med svart. Figuren är från länk 1 (figuren är i public domain). Under länk 1 finns en interaktiv version av nuklidkartan - man kan zooma och klicka fram egenskaper för varje nuklid. Länk 2 visar samma nuklidkarta färgkodad efter halveringstid.



/KS/lpe

Nyckelord: radioaktivt sönderfall [33];

1 http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/reColor.jsp?newColor=dm
2 http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/reColor.jsp?newColor=t12

*

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.