Nukleontall, protontall og isotoper
Nukleontallet A er det totale antallet nukleoner i kjernen, altså protoner pluss nøytroner. Protontallet Z teller bare protonene og avgjør hvilket atomet er. Sammenhengen er A = Z + N, der N er antall nøytroner. Isotoper er atomer med samme , men ulikt . Karbon-12 og karbon-14 er begge karbon med Z = 6, men har henholdsvis 6 og 8 nøytroner.
Slik uttrykker du det
Nukleontallet A er protoner pluss nøytroner, og protontallet Z er bare protonene, så A = Z + N. Z bestemmer grunnstoffet. Isotoper er atomer av samme med ulikt , for eksempel karbon-12 og karbon-14, som begge har Z = 6 men ulik A fordi de har ulikt antall nøytroner.
A = Z + N. Isotoper har samme Z, men ulikt N.
Atommasseenheten u
Massene til atomer og kjerner er ufattelig små i kilogram, så vi bruker en egen . Atommasseenheten u er definert som en tolvdel av massen til et karbon-12-, og er omtrent 1,66 ganger 10 opphøyd i minus 27 kg. Både protonet og nøytronet har like under 1 u, mens elektronet er omtrent 1800 ganger lettere. Derfor ligger nesten hele atomets masse i kjernen.
Slik uttrykker du det
Atommasseenheten u er definert som en tolvdel av massen til et karbon-12-, omtrent 1,66 ganger 10 opphøyd i minus 27 kg. Jeg bruker den fordi tallene i kilogram blir upraktisk små. Et og et veier hver omtrent 1 u, mens elektronet er forsvinnende lett, så massen sitter i kjernen.
1 u = en tolvdel av massen til karbon-12, omtrent 1,66 ganger 10 opphøyd i minus 27 kg.
Alfa-, beta- og gammastråling
En ustabil kjerne kan sende ut tre typer . Alfastråling er en heliumkjerne med to protoner og to nøytroner, tung og lett å stoppe, men skadelig om den kommer inn i kroppen. Betastråling er et raskt som dannes når et blir til et , og den trenger lenger inn. Gammastråling er energirik elektromagnetisk stråling som sendes ut når kjernen kvitter seg med overskuddsenergi, og den krever tykk skjerming.
Slik uttrykker du det
Alfastråling er en heliumkjerne, tung og lett å stoppe med for eksempel et papirark, men farlig inni kroppen. Betastråling er et raskt fra at et blir et , og trenger lenger inn. Gammastråling er energirik elektromagnetisk og krever tykk skjerming, som bly eller betong.
Alfa stoppes lett, beta trenger lenger inn, gamma krever tykk skjerming.
Halveringstid
Halveringstiden er tiden det tar før halvparten av kjernene i en prøve har forfalt. Den er fast for hver , fra brøkdeler av et sekund til milliarder av år. Har vi 8 gram av en isotop med halveringstid på 5 år, er det 4 gram igjen etter 5 år, 2 gram etter 10 år og 1 gram etter 15 år. Mengden halveres for hver halveringstid, men når aldri helt ned til null.
Slik uttrykker du det
Halveringstiden er tiden før halvparten av kjernene har forfalt, og den er fast for hver . Starter jeg med 8 gram og halveringstiden er 5 år, har jeg 4 gram etter 5 år, 2 gram etter 10 år og 1 gram etter 15 år. Mengden halveres for hvert intervall og nærmer seg null uten å nå det.
For hver halveringstid blir halvparten igjen.
Kjernen inneholder protoner og nøytroner, samlet kalt nukleoner. Protontallet Z bestemmer hvilket vi har, og nukleontallet A er summen av protoner og nøytroner: A = Z + N. Isotoper er atomer av samme grunnstoff med ulikt antall nøytroner.
Ustabile kjerner er radioaktive og sender ut når de omdannes til mer stabile kjerner. De tre vanligste typene er alfa, beta og gamma. Hvor raskt en prøve forfaller, beskrives av halveringstiden, tiden det tar før halvparten av kjernene er omdannet.