⑧ Atom & kjernefysikk ☢️
Alt er bygget opp av atomer – men hva er inne i atomet? Protoner, nøytroner og elektroner. Og inne i kjernen skjuler det seg uhyrlige mengder energi. E = mc² er kanskje den mest berømte ligningen i historien!
📐 Formler og fakta
| Størrelse | Formel / verdi | Beskrivelse | Enhet |
|---|---|---|---|
| Halveringstid | N = N₀ · (½)^(t / T½) | N₀ = startantall, T½ = halveringstid | — |
| Aktivitet | A = λ · N | λ = henfall-konstant, N = antall atomer | Bq |
| Henfall-konstant | λ = ln(2) / T½ | Sammenheng mellom λ og T½ | s⁻¹ |
| Massenergi | E = m · c² | c = 3×10⁸ m/s. Enorm energi i liten masse! | J |
| Atomnummer Z | Z = antall protoner | Bestemmer grunnstoffet | — |
| Massetall A | A = Z + N | Antall protoner + nøytroner | — |
| Stråling | Symbol | Hva er det? | Rekkevidde / stoppet av |
|---|---|---|---|
| Alfa-stråling | α (He-4 kjerne) | 2 protoner + 2 nøytroner, positiv ladning | Noen cm luft / papir |
| Beta-stråling | β⁻ (elektron) | Nøytron → proton + elektron. Negativ ladning. | Noen mm aluminium |
| Gamma-stråling | γ (fotoner) | Elektromagnetisk stråling fra kjernen. Ingen ladning. | Bly / betong |
💡 Fission = spalting av tunge kjerner (eks. uran) → atomkraftverk. Fusjon = sammenslåing av lette kjerner (eks. hydrogen) → solen, fremtidens energi!
🃏 Vippekort
Atomkjernen
Klikk for innhold
Senter av atomet. Inneholder protoner (+) og nøytroner (0). Svært tett – nærmest alt av massen!
Isotoper
Klikk for definisjon
Atomer av samme grunnstoff (likt Z) men med ulikt antall nøytroner (ulikt A). Eks: C-12 og C-14.
Halveringstid T½
Klikk for definisjon
Tid for halvparten av kjernen å henfalle. Uavhengig av mengde! Varierer fra ms til milliarder år.
N = N₀·(½)^(t/T½)
Alfa-stråling
Klikk for egenskaper
He-4 kjerne. Stor og tung → lav rekkevidde, stoppes av papir. Farlig inne i kroppen!
Beta-stråling
Klikk for egenskaper
Elektron (β⁻) eller positron (β⁺) fra kjernen. Medium penetrasjonsevne. Stoppes av tynn aluminium.
Gamma-stråling
Klikk for egenskaper
Høyenergetiske fotoner fra kjernen. Høy penetrasjonsevne. Trenger bly/betong for å stoppes.
Fission
Klikk for forklaring
Spalting av tung kjerne (f.eks. U-235) ved nøytrontreff. Frigjør enormt mye energi + flere nøytroner (kjedereaksjon).
E = mc²
Klikk for info
Einsteins berømte formel: masse kan omvandles til energi. 1 gram = 9×10¹³ J (ca. 21 kilotonns TNT)!
📝 Eksempel – trinn for trinn
Et radioaktivt stoff starter med 800 g. T½ = 5 år. Hvor mye gjenstår etter 20 år?
1
Finn antall halveringsperioder:
n = t / T½ = 20 / 5 = 4 perioder
2
Bruk formelen:
N = N₀ · (½)⁴ = 800 · (1/16)
N = 50 g gjenstår
3
Alternativt – steg for steg:
800 → 400 → 200 → 100 → 50 g ✓
EKSEMPEL 2
Alfa-henfall av Radium-226 (⁸⁸Ra): ²²⁶Ra → ? + α. Hva er produktkjernen?
α = ⁴He. A: 226−4 = 222. Z: 88−2 = 86 → ²²²Rn (Radon-222) ✓
🧮 Halveringstid-kalkulator
Beregn mengde etter henfall: N = N₀ · (½)^(t/T½)
🎯 Quiz