Svar:
Det du frågar om är nog det mest avancerade exemplet på pseudovetenskap och bluff och båg i hela vetenskapshistorien! Nationalencyklopedin säger om pseudovetenskap: mystisk eller spekulativ forskning som inte är accepterad av vetenskapssamhället, t.ex. alkemi, parapsykologi och astrologi. Fallet Mills påminner en hel del om Kall fusion (se fråga [2409]), men det är ett mycket mer avancerat bedrägeri.

Länken HYDROGEN IS POTENTIAL NEW ENERGY SOURCE beskriver vad idén är. I korthet går det ut på att kvantmekaniken är fel och att det tillstånd vi kallar grundtillståndet i väte inte är det lägsta tillståndet. Det finns enligt Mills flera mycket lägre liggande tillstånd, och man kan genom katalys med kalium få elektronen att gå till dessa lägre tillstånd. Väte i de lägre tillstånden kallar han hydrino. Man skulle då kunna utvinna c:a 40 till flera hundra eV energi från varje atom. Energiutvecklingen ger upphov till en plasma, vilket med vad som kallas en gyrotron kan transformeras till mikrovågor som i sin tur kan generera elektricitet.

Det är uppenbart att om allt detta vore sant skulle man t.ex. kunna köra bilar med vatten som bränsle! Uppfinningen skulle representera ett enormt ekonomiskt och miljömässigt värde. Mills har bildat ett bolag med en mycket professionell webbsajt BlackLight Power, Inc., och investerare har satsat mycket pengar. Bolaget säljer rättigheter till Mills uppfinning. Bolaget har en fin anläggning i New Jersey, men det tycks bara bestå av direktörer :-(.

Blacklight_Power är en balanserad sammanfattning av Mills idéer och patent. Det är ingen överdrift att säga att etablerade fysiker är måttligt imponerade, och de som är positiva tycks vara direktörer i Mills bolag.

Mills har även skrivit en bok The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics med helt nya teorier vad gäller fysiken. Boken (på 1800 sidor i 3 volymer!) ser mycket vederhäftig ut och måste vara resultatet av mycket arbete. Mycket i boken är korrekta textbokskunskaper och en del är fullständig rappakalja. Bland detta finns helt nya vinklingar och teorier, bland annat de nya lägre liggande tillstånden i väte.

En annan intressant sak är att Mills "härleder" förhållanden mellan elementarpartiklarnas massor som funktion av finstrukturkonstanten (en dimensionslös konstant med värdet 1/137.03599911 som förekommer i elektromagnetiska teorin). Bara detta, om det vore korrekt, skulle ge nobelpriset direkt eftersom Standardmodellen för elementarpartiklar och kraftverkningar inte ger några värden på dessa.

____________________


I detta sammanhang kan det vara på sin plats att diskutera vad naturvetenskap är och vad som å andra sidan är pseudovetenskap.

Naturvetenskap - vetenskaplig metod

Ett naturvetenskapligt arbetssätt är ett ständigt samspel mellan teoribyggande och observationer:

TEORI/MODELL <<--->> OBSERVATIONER/EXPERIMENT

I övrigt är följande punkter viktiga för vetenskaplig metod:

• Alla resutat skall rapporteras i öppna tidskrifter
  
• Resultat skall vara testbara och reproducerbara
  
• Man får inte godtyckligt välja resultat som "passar"
  
• Enklast möjliga beskrivning som inte strider mot tidigare observationer föredras
  
• Acceptans för nya idéer – villighet att ompröva gamla teorier
  
• Sakargument, ej status och "det är skrivet", bestämmer trovärdighet
  

Se även ett par frågor som behandlar detta under vetenskaplig metod.

Vad är inte vetenskap?

Vetenskap innefattar alltså det som är mätbart och testbart. Resultat av experiment skall vara reproducerbara. Pseudovetenskap å andra sidan karakteriseras av

• Data är ofta anekdotiska
  
  - En vän jag litar på sa att han såg varelser stiga ut ur UFOt
  
• Uttalanden är ofta mycket kategoriska eller mycket vaga
  
  - På vetenskapens nuvarande stadium kan vi säga att...
  
• Brist på andra förklaringar
  
  - Att vi inte kan "förklara" ett fenomen betyder inte att det är övernaturligt
  
• Slumpmässiga sammanträffanden är möjliga
  
  - Bara för att två händelser sker samtidigt behöver inte betyda att de är beroende av varandra
  
• Referenser är vaga - auktoriteter används ofta
  
  - Den välkände Professor Bloggs vid CalTech säger att... I vetenskapen ger man en referens som kan kontrolleras. Det är en persons arbete (normalt publikation) som skall bedömas, inte personens tillförlitlighet
  
• Vetenskapligt språk används ofta
  
  - Bitvis kan fakta vara korrekta – men de är ofta triviala eller irellevanta fakta från läroböcker
  
• Hänvisningar till religiösa skrifter
  
  - Saknar bevisvärde – anektotiska och innehåller ofta symbolik som inte får övertolkas
  

Observera att det är skillnad på pseudovetenskap, där villfarelsen är avsiktlig, och dålig vetenskap, som i bästa fall kan vara ett oavsiktligt misstag.

Skepticism/källkritik i webbsökningar

Det finns t.ex. på internet väldigt mycket bra information, men också mycket skräp och pseudovetenskap. Några tips för att bedöma information:

• Leta efter oberoende bekräftelse av fakta
  
• Var öppen för olika åsikter, men använd bara bevis som kan bekräftas
  
• Studera olika hypoteser – skaffa dig inte en favoritteori som utesluter alla andra
  
• Kvantifiera där det är möjligt - "vad som är vagt och kvalitativt är öppet till många förklaringar"
  
• Använd "Occam’s Razor": börja med den enklaste förklaringen
  
• Är ett uttalande öppet för experimentell bekräftelse? Om inte, kan det vara intressant att diskutera, men validiteten kan aldrig bekräftas
  
• Är urspungspersonen knuten till en reputabel institution? Reputabel institution är dock varken nödvändigt eller tillräckligt villkor för tillförlitlighet! (Einstein var anställd vid en patentbyrå i Bern när han pubicerade sina första papper.)
  
• Ligger sidan under en officiell website från en respektabel institution (renomerat universitet eller forskningsinstitution)
  
• Är sidan från en publikation i en renomerad tidskrift så kan man oftast lita på uppgifterna
  
• Icke granskade open access system (t.ex. arXiv, länk 2) kan innehålla allt från nobelpris-forskning till pseudovetenskap, så här gäller det att vara försiktig
  
• Är ursprungspersonen expert på ämnet? Nobelpristagare och professorer missbrukar tyvärr ibland sin status för uttalanden i helt andra ämnen!
  
• Var misstänksam om författaren utan mycket starka argument angriper grundläggande, sedan länge etablerad vetenskap
  

Uppslagsverk på webben

Wikipedia är ett flerspråkigt webbaserat uppslagsverk med i huvudsak fritt och öppet innehåll som utvecklas av sina användare (ofta benämnda wikipedianer).

Wikipedia har mer och mer blivit en standardkälla för information. De svenska versionen är ganska begränsad, och jag rekommenderar den bara för svenska förhållanden. Den engelska versionen är emellertid mycket omfattande. Wikipedia kritiseras ibland för att den skulle vara otillförlitlig eftersom vem som helst kan skriva artiklar. Det är ju precis detta som är Wikipedias styrka! Om något fel kommer in så rättas den snabbt av någon annan. Om det är oenighet i ett ämne så markeras detta ofta tydligt i artikeln. Wikipedia innehåller faktiskt inte mycket fler fel och saknad information än Nationalencyklopedin (NE) enligt en undersökning man gjort på Sveriges Radio. Wikipedia är naturligtvis inte den slutliga källan när det gäller komlicerade begrepp, men den är en utmärkt utgångspunkt.

Nationalencyklopedin (NE, Nationalencyklopedin) har fördelen att artiklarna skrivits av experter på det aktuella området, så kvalitén är hög och jämn. Nackdelen är att nyheter kommer in mycket långsammare än i Wikipedia där "nördar" (positivt menat) bevakar allt som händer. Wikipedias styrka är initierade artiklar även i ganska udda ämnen. Den pedagogiska nivån är emellertid mycket varierande. Avvikelser från Wikipedias principer markeras emellertid oftast tydligt.

En annan fördel med Wikipedia jämfört med NE är att alla viktiga fakta skall ha en referens till en originalkälla. Om detta inte är fallet för artiklar med lägre kvalité så signaleras detta oftast längst upp på sidan.

En stor fördel med Wikipedia är att många bilder är helt fria under Wikimedia Commons.

Pseudovetenskap mm

Ett vanligt pseudovetenskapligt trick är att man påstår något som inte har något stöd i teori eller experiment, men som å andra sidan inte kan motbevisas. Detta kallas efter filosofen Bertrand Russell för Russells tekanna.

Russells tekanna eller den himmelska tekannan är en analogi av filosofen Bertrand Russell. Analogin är ett argument mot idén att det är en skeptikers uppgift att motbevisa religiösa dogmer, snarare än den troendes uppgift att bevisa dem, se Russells_tekanna.

Länk 1 innehåller artiklar om och exempel på pseudovetenskap. Nature of Science är en utmärkt interaktiv site om vetenskaplig metod. James Randi Educational Foundation är hemsidan för en av de mest kända förkämparna för vetenskaplig metod och mot pseudovetenskap. Wikipedia-artiklarna Vetenskap och Pseudovetenskap är mycket bra. Se även Russell's_teapot, Science, Scientific_method, Pathological_science och Pseudoscience.

Referenser: bland annat Carl Sagan: Demon-Hunted World,
Robert L. Park: Voodoo Science: The Road from Foolishness to Fraud och Bennett, Shostak, Jakosky: Life in the Universe.

Se även nedanstående figur (Image credit: Hemant Mehta of the Friendly Atheist blog).

/Peter E 2005-11-14

Svar:
I princip är detta lätt, men matematiken är rätt besvärlig. Figuren nedan visar en fyrkantig potentialbarriär. Det finns tre områden längs z-axeln: till vänster om barriären, på barriären och till höger om barriären. Partikels totala energi E är i allmänhet mindre är barriärens höjd.

Man börjar med att ställa upp schrödingerekvationen för de tre områdena. Man får då tre olika vågfunktioner. Lösningen i t.ex. det vänstra området är en våg som rör sig från vänster till höger (de infallande partiklarna) och en våg som rör sig från höger till vänster (de partiklar som reflekteras av barriären). I det högra området är lösningen en våg som rör sig från vänster till höger (transmitterade partiklar). I barriärområdet är lösningen en exponentialfunktion.

Genom att tvinga vågfunktionerna att vara kontinuerliga med kontinuerliga derivator kan man bestämma samband mellan de i vågfunktionerna ingående konstanterna. Transmissionen räknas sedan ut som

&124;amplituden hos den högra vågfunktionen&124;²/
&124;amplituden hos den högergående vänstra vågfunktionen&124;².

Beräkning av barriärpenetration för en endimensionell lådpotential finns här: Quantum_tunneling. Alpha Halflife vs Kinetic Energy är ett mer realistiskt exempel där man kan räkna på olika alfa-sönderfall.

Quantum Mechanics with MATLAB är ett mycket bra MATLAB-paket för kvantmekaniska beräkningar.

/Peter E 2005-12-18

Svar:
Kompressibiliteten för vatten är mycket låg, dvs det krävs höga tryck för att komprimera vatten. Water Structure and Science är en fantastisk källa för information om vatten. Där (länk 1) ges kompressibiliteten som

(dV/V)/p = 0.46 GPa^-1

I länk 2 ges tabellen

temp oC 0 atm 500 a 1000 a 2000 a 3000 a 0 1.0000 0.9769 0.9566 0.9223 0.8954 20 1.0016 0.9804 0.9619 0.9312 0.9065 50 1.0128 0.9915 0.9732 0.9428 0.9193

Låt oss se hur väl dessa värden stämmer överens: för 20 grader och 1000 atmosfärer är kompessibiliteten

(1-0.9619)/1000 = 0.038/1000 atm^-1 = 0.03810^-310^-5 Pa^-1 = 0.38 GPa^-1

vilket stämmer hyggligt med ovanstående värde.

Se även Water, Water_(molecule) och Water_(data_page) för mer om vatten.
/Peter E 2005-12-30

Svar:
Det intressanta är inte densititen utan kombinationen densitet och inneslutningstid. Det är då det heta plasmat har möjlighet att producera tillräckligt många fusionsreaktioner. Som framgår av länk 1 fordras för deuterium-tritium fusion att

   nt >= 10¹⁴ s/cm³

där n är densiteten i partiklar/cm³ och t är inneslutningstiden i sekunder. För en rimlig inneslutningstid på 1 sekund blir alltså densiteten 10¹⁴ /cm³. Detta kan jämföras med densititen för luft vid normalt tryck och temperatur c:a 310¹⁹ /cm³. Densiteten för plasmat är alltså ett hyggligt förvakuum på c:a 210^-3 torr!
/Peter E 2006-01-22

Svar:
Anna-Märta! Egentligen vet man inte det - genom direkta mätningar. Vad man helst vill ha är en sten som innehåller en radioaktiv isotop. Genom att mäta hur mycket det finns kvar av isotopen och hur mycket det finns av dotterprodukten (som är ett annat grundämne), kan man med kännedom av isotopens halveringstid räkna ut när stenen bildades, se radioaktiv datering. Nu finns det inga bergarter bevarade från jordens skapelse, så man får använda lite mer indirekta metoder.

Men man vet ganska väl hur solsystemet bildades, se solsystemets bildande, så man kan dra den slutsatsen. De äldsta bergarterna av jordiskt urspung är knappt 4 miljarder år gamla, men man har hittat meteoriter som är 4.6 miljarder år gamla. På månen har man hittat bergarter som är 4.4-4.5 miljarder år gamla.

Eftersom man är ganska säker på att solsystemet bildades under en ganska kort tidsrymd, kan vi ta meteoriternas ålder som en datering av jorden. Man kan även mäta isotopförhållanden i bly, se nedanstående bild från länk 1. Vi kan inte gå in i detalj på hur mätningarna går till (bra information finns under nedanstående länkar), men som vi ser får man fram ett värde, 4.55 Ga (giga-annum = miljarder år), som är konsistent med dateringarna av månbergarter och meteoriter.

För detaljer om hur åldersbestämningen går till se bra artiklar i Wikipedia (Radiometrisk_datering). Se även den utmärkta artikeln The Age of the Earth och länk 1 (båda på engelska). Länk 2 från Naturhistoriska riksmuséet behandlar radioaktiv datering generellt.

/Peter E 2006-01-27

Svar:
Göran! Jag kan inte hitta de siffror du ger. Nationalencyklopedin ger kovalenta radier för H och He som 37pm och 50pm. Det är dock fortfarande så att He är större. Nu är emellertid begeppet kovalent radie för He mycket skumt eftersom definitionen är "den verkningsradie som en atom har då den är kovalent bunden till en annan atom av samma slag". He binder inte till sig själv, så siffran är skum i sig.

Om vi i stället tittar på teoretiskt beräknade radier från WebElements så ges radierna 37 och 31pm, dvs He är lite mindre. Figuren nedan visar data för alla grundämnen. Man ser att trenden är helt genomgående att det första grundämnet i en period (när ett nytt skal påbörjas) alltid är det med störst radie. Sedan minskar radien eftersom kärnladdningen ökar.

Observera emellertid att "atomradie" är ett dåligt definierat begrepp eftersom elektronerna inte går i bestämda banor på ett visst avstånd från kärnan (som planerna gör kring solen), utan de bildar ett "sannolikhetsmoln". T.ex. kan en s-elektron från ett yttre skal i en tung atom faktiskt befinna sig inne i atomkärnan!

/Peter E 2006-05-04

Svar:
Annica! Det är inte så lätt att förklara med mellanstadieelevernas begreppsbild. För full förståelse behöver man t.ex. förstå ett begrepp som bindningsenergi.

Det enklaste svaret är bara beskrivande: fusion är när man slår ihop lätta kärnor och fission är när man klyver tunga kärnor. Båda dessa processer ger energi (värme), så de kan användas t.ex. för att producera elektricitet.

Fissionsenergi är väl etablerat i praktiken i kärnkraftverk. Man klyver urankärnor genom att bombardera dem med neutroner. Eftersom det produceras 2-3 neutroner i varje fissionsprocess, går det att åstadkomma en kedjereaktion som kan underhållas kontinuerligt.

Fusionsenergi är däremot än så länge bara ett framtidshopp. Som en illustration till svårigheterna kan jag berätta att när jag började studera kärnfysik för drygt 30 år sedan så sade man att det kommer att ta 30 år att realisera en energiproducerande fusionsreaktor. I dag är uppskattningen: kanske om 50 år! Detta visar om inget annat hur svårt problemet är.

Anledningen till att kontrollerad fusion är så svår är att man försöker slå ihop två atomkärnor som är positivt laddade. Lika laddningar repellerar varandra, så för att kärnorna skall komma tillräckligt nära varandra så måste de skjutas mot varandra med hög hastighet. Hög hastighet hos atomerna i en gas betyder hög temperatur - flera miljoner grader. Man behöver kunna hålla ihop gasen och hindra den att expandera. Detta kan man göra med magnetfält, men det återstår ännu många problem att lösa. Nästa generation av försöksanläggning ITER, som är ett globalt samarbetsprojekt, håller på att byggas i Frankrike, se ITER.

Fusion sker i alla stjärnor, inklusive solen, så solenergi och vindenergi är i princip fusionsenergi från en naturlig fusionsreaktor i solens centrum.

Låt oss se om vi kan förstå varför man kan utvinna energi både genom att slå samman lätta kärnor och att klyva tunga kärnor.

Atomkärnan består av positivt laddade protoner (vätekärnor) och neutrala neutroner. Protoner och neutroner kallas med ett gemensamt namn för nukleoner. Antalet nukleoner kallas masstal och betecknas med A. Antal protoner i en kärna kallas atomnummer och betecknas med Z. Det är atomnumret som bestämmer vilket grundämne man har att göra med.

Protonerna repellerar visserligen varandra, men det finns attraherande krafter mellan nukleonerna som är starkare är repulsionen. Nukleonerna kommer därför att bindas samman och ha vad vi kallar en bindningsenergi.

Man kan förstå förvånansvärt mycket av atomkärnors egenskaper genom en mycket enkel modell: vätskedroppsmodellen. Man betraktar atomkärnan som en vätskedroppe - t.ex. en vattendroppe - så att nukleonerna motsvarar vattenmolekyler. Vattenmolekylerna i en vattendroppe binds samman genom krafter mellan närliggande molekyler, dvs den attraktiva kraften har kort räckvidd. Molekylerna i en vattendroppe har också en bindningsenergi - man måste tillföra energi för att "koka bort" molekyler. Se Semi-empirical_mass_formula för mer om vätskedroppsmodellen.

Bindningsenergin per nukleon visas i nedanstående figur. Grovt kan man säga att bindningsenergin för de flesta kärnor är c:a 8-9 MeV per nukleon. För lätta kärnor är bindningsenergin lägre, och den minskar även för mycket tunga kärnor. De mest stabila kärnorna - högst bindningsenergi - finns omkring masstalet 60, dvs järn och nickel.

Den lägre bindningsenergin för lätta kärnor förklaras av att små kärnor har relativt mycket "yta". Nukleonerna på ytan har inga grannar "utåt", så bindningen blir mindre. Det är denna effekt som orsakar ytspänning i en vattendroppe, se ytspänning.

Nedgången i bindningsenergi för tunga kärnor beror på repulsionen mellan protonerna. Coulomb-repulsionen har lång räckvidd till skillnad från attraktionskraften mellan nukleonerna som har kort räckvidd. Detta betyder att bindningen går som masstalet A och repulsionen som Z(Z-1)/2 där Z är kärnladdningen (antal protoner). För kärnor med många protoner kommer därför coulomb-repulsionen att bli större och därmed bindningsenergin att minska.

Låt oss titta lite på energiförhållandena för fission och fusion.

Om vi delar en urankärna med A c:a 240 hamnar vi omkring A=120. Bindningsenergin per nukleon är 7.5 vid A=240 och 8.4 vid A=120 (se figuren nedan). Vi vinner alltså en bindningsenergi på c:a (8.4-7.5)240=216 MeV. Detta är ett mycket högt värde för en kärnreaktion, och är anledningen till att det går att utvinna så mycket energi genom fission av tunga kärnor.

Kvalitativt kan man även förstå fissionsprocessen med vätskedroppsmodellen: en inkommande neutron sätter urankärnan i svängning. Om deformationen har tillräckligt stor amplitud, kommer coulomb-repulsionen att ta överhanden och kärnan kan delas i två delar.

Den mest effektiva fusionsreaktionen är att slå ihop deuterium med tritium:

d + ³H --> ⁴He + n

Bindningsenergierna (Nuclear_binding_energy) för de ingående kärnorna är enligt figuren nedan

²H: 21.1=2.2 MeV

³H: 32.8=8.4 MeV

⁴He: 47.0=28.0 Mev

n: 0 MeV

Differensen i bindningsenergi blir alltså 28.0-(2.2+8.4)=17.4 MeV. Som synes är anledningen till den stora frigjorda energin att ⁴He-kärnan (alfapartikeln) är mycket stabil. Detta är det enda man inte kan förstå med den enkla vätskedroppsmodellen - för att förstå detta behöver man kvantmekanik.

Vätskedroppsmodellen kan även förklara vilken kärna för ett giver masstal är stabilast, se Semi-empirical_mass_formulaExamples_for_consequences_of_the_formula. Även massparablerna (fråga [13758]) förklaras bra av massformeln.

Hoppas du kan använda en något av ovanstående utan alltför mycket fågelholksreaktion. Mer om ämnet finns under nedanstående länkar (på engelska): länk 1 är mer om bindningsenergi och länk 2 om kärnenergi.

/Peter E 2006-09-27

Svar:
Hej Lars! Din fråga ger mig tillfälle att kommentera några, speciellt kärnfysikaliska, aspekter på denna förfärliga händelse.

Vad som händer med ett ämne som man fått i sig i mat eller dryck är ganska komplicerat - och inte en fysikers specialitet. Man kan emellertid säga så mycket att en större eller mindre del kommer att tas upp i tarmen och transporteras till olika organ. Hur mycket som tas upp och vart det transporteras beror på kemiska egenskaper hos ämnet, dvs vilket grundämne eller kemisk förening det är frågan om.

Sedan utsöndras ämnet på olika sätt, dels naturligtvis med avföring men också genom svettning, saliv, utandning mm. Det är säkert på något av de senare sätten som det Po-210 man detekterat har kommit ut. Eftersom halveringstiden är 138 dygn (länk 1), så blir aktiviteten kvar ett bra tag.

De aktiviteter man hittat på olika platser där Litvinenko varit är mycket små - man kan detektera mycket små mängder av en alfa-strålande nuklid om man bara kan komma åt att mäta med t.ex. en halvledardetektor utan att ha något absorberande material mellan preparatet och detektorn.

Låt oss se hur mycket polonium-210 vi skulle behöva om vi har preparatet mycket nära detektorn. Vi kan i så fall lätt mäta en aktivitet på 1 Bq (sönderfall/sekund). Aktiviteten från N stycken radioaktiva kärnor med sönderfallskonskanten l ges av

aktivitet = Nl

Sönderfallskonstanten ges av

l = ln(2)/T_1/2 =
ln(2)/138 d^-1 = ln(2)/(138246060) s^-1 = 5.8 10^-8 s^-1

Antal kärnor blir då

N = aktivitet/l = 1/5.8 10^-8 = 17 10⁶

En mol av ett ämne innehåller 6.022 10²³ atomer (Avogadros tal). Vi har alltså

17 10⁶/6.022 10²³ = 2.8 10^-17

mol av ämnet. Med atomvikten 210 blir detta

2.8 10^-17210 = 6 10^-15 g.

Detta är nästan ofattbart lite. Tänk dig ett saltkorn av storleken 0.1 mm. Volymen är 10^-3 mm³ = 10^-6 cm³. Med densiteten 2 g/cm³ väger saltkornet 2 10^-6 g, vilket är 9 tiopotenser mer än den behövliga mängden polonium-210. Det är alltså inte så konstigt att man kan detektera aktiviteten varhelst Litvinenko varit!

Några egenskaper hos polonium-210 som gör det till ett så effektivt vapen om man vill använda det för lönnmord:

• Halveringstiden är "lagom lång": tillräckligt lång för man skall hinna administrera aktiviteten och tillräckligt kort för att den skall ha tillräcklig aktivitet för att osaka skada.
  
• Det är en alfa-strålare. Alfa-partiklarna har kort räckvidd och avlämnar därmed hela sin energi i det organ poloniumet befinner sig i. De gör därför stor skada.
  
• Eftersom alfa-partiklarna inte kan ta sig ut ur kroppen (de stoppas av ett pappersark), kan man inte mäta mycket av aktiviteten utifrån.
  
• Gamma-aktiviteten utanför kroppen är också ganska låg eftersom det enda gammat som utsänds (803 keV) har intensiteten 10^-5 per sönderfall.
  
• Om man har tillgång till en reaktor är det lätt att producera ²¹⁰Bi genom neutroninfångning i ²⁰⁹Bi. ²¹⁰Bi sönderfaller sedan med en halveringstid på 5 dygn till ²¹⁰Po.
  

Som kuriosa kan vi tillägga att polonium-210 är den sista radioaktiva nukliden i den naturliga sönderfallskedjan som börjar med uran-238 och innehåller det välkända radon-222, se fråga [13744].

Se Alexander_Litvinenko_poisoning
för mycket bakgrundsinformation om mordet på Alexander Litvinenko.
/Peter E 2007-01-08

Svar:
Hejsan Nocole! Proton-sönderfall förekommer inte naturligt precis som du säger, medan alfa-sönderfall förekommer. Man har observerat andra exotiska sönderfall också, t.ex. ¹⁴C-sönderfall.

Anledningen har inte direkt med laddningsbevarandet att göra, även om sönderfallet måste bevara laddningen. Det har att göra med bindningsenergin. Bindningsenergin per nukleon för en alfa-partikel är 7 MeV (se fråga [14847]) och för en typisk tung kärna 7.5 MeV. Det kostar alltså 40.5=2 MeV att ta loss en alfa-partikel. Det är en energi som lätt kan kompenseras av variationen i bindningsenergi hos olika kärnor eftersom bindningsenergin per nukleon ökar med minskande A (masstal) för tunga kärnor.

Protonen däremot har ingen bindningsenergi, så det skulle kosta c:a 7 MeV att ta loss en proton. Detta kan inte kompenseras av den lilla vinsten i bindningsenergi man får med minskande A.

För mycket protonrika kärnor har man faktiskt i laboratoriet observerat s.k. b-fördröjt proton-sönderfall. Det förekommer i sällsynta fall när b-sönderfallet går till så högt liggande tillstånd att den sista protonen är obunden.
/Peter E 2007-01-13

Svar:
Vatten har många ovanliga egenskaper (se t.ex. den mycket trevliga (men omfattande) sajten Water Structure and Science). Sajten A gentle introduction to water and its structure är lite mer lättillgänglig. De flesta av egenskaperna kommer sig av att vattenmolekylen är en dipol och därför bildar vätebryggor (se nedan).

Att fruset vatten har lägre densitet än flytande kan förklaras med att vattnet genomgår en strukturförändring när det fryser, se länk 1 och Water_(molecule)Density_of_water_and_ice.

Intuitivt är det inte svårt att föreställa sig att vattenmolekylerna i flytande form kan packas mer effektivt än i fast form. I fast form är ju strukturen kristallin och molekylerna radas upp som H-O.-H-O.-H... (O.-H-O kallas för vätebrygga). Denna upplinjering av atomerna är lite slöseri men plats jämfört med om man som i vätskeformen kan packa molekylerna fritt, se nedanstående bild från länk 1 där man kan se att det finns outnyttjade luckor i den högra bilden som är is.

Den stora skillnaden i densitet mellan vatten och is (c:a 10%) är nog unik, men Wikipedia-länken ovan listar några fler ämnen vars densitet minskar när de stelnar (t.ex. vismut och kisel).

Egenskapen att is flyter är mycket viktig för livets utveckling och överlevnad. Om is hade haft högre densitet än vatten skulle ju sjöar och hav bottenfrysa i stället för att skyddas från att frysa av ett islager. Vattenlevande djur hade då haft svårigheter att överleva.

Vatten har som sagt många unika egenskaper som listas under länk 2. De mest påtagliga är hög smältpunkt, hög kokpunkt och mycket hög ångbildningsvärme. De flesta av dessa anomala egenskaper beror på att vattenmolekylen är en dipol, se fråga [15508] nedan. Se även fråga [17391].

/Peter E 2007-10-02