# data[].attributes.body
Vi snakker om den første slags stråling. Alfa stråling.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Grundbeskrivelse

Alfastråling eller α-stråling er en af tre typer af radioaktiv stråling, vi normalt ser i naturen omkring os: alfastråling, betastråling og gammastråling. Nogle grundstoffer er ustabile og kan henfalde til andre grundstoffer ved at udsende en heliumkerne ( He ²⁺). Den udsendte partikel vil bevæge sig med ca. 15.000 km/s, og det er denne strøm af heliumkerner fra grundstoffer, man kalder alfastråling.

Ustabile grundstoffer kaldes også radioaktive grundstoffer, og alfastråling er en type af radioaktiv stråling. Den kan være farlig for mennesker, men normalt vil alfapartiklerne aldrig trænge gennem vores hud og derfor ikke afsætte energi steder, hvor det er skadeligt.

Det er den farligste type radioaktiv stråling, hvis kilden til den kommer ind i kroppen, f.eks. ved at blive spist eller indåndet. Her kan den skade de indre organer, netop fordi strålingen ikke når ret langt, før den bliver absorberet. Udover uran, som man bruger i atomkraftværker, er alfastråling kendt fra grundstoffet radon, der forekommer naturligt i jorden. Det anbefales at lufte ud hver dag, hvis man bor i en kælder netop for at få det radon, der er kommet fra jorden ud i kælderen væk, så man ikke får mere alfastråling end normalt.

Alfa-, beta- og gammastråling er strålingstyper, der kaldes ioniserende stråling, fordi de kan ionisere luft. Alle typer af ioniserende stråling kan være farlig. Røntgenstråling er også en ioniserende stråling og derfor også farlig i større doser (tandlægen går af den grund udenfor eller bag en passende mur før billedet tages).

Uddybende beskrivelse

Alfastråling opstår, når radioaktive grundstoffer undergår alfahenfald. Kernen henfalder til et lettere grundstof ved at udsende en helium-kerne som det ses herunder for uran, der henfalder til thorium: \[ _{92}^{238}U \rightarrow _{90}^{234}Th + _{2}^{4}He \] Alfapartiklerne har energier på 4-9 MeV (mega-electronvolt), hvilket svarer til, at de bevæger sig med en hastighed omkring 15.000 km/s eller 0.05 gange lysets hastighed.

Går man i dybden med fysikken bag alfahenfald, viser der sig et interessant fænomen. Partiklerne i kernen af et atom er bundet af den stærke kernekraft. For at alfapartiklen kan slippe fri af den stærke kraft, skal den ifølge klassisk mekanik have en energi, der er større end det potentiale - kaldet muren - den stærke kernekraft binder den med. I praksis har alfapartiklerne klart lavere energi, men de slipper alligevel fri af den stærke kernekrafts binding via et fænomen, der hedder kvantemekanisk tunnelering. I kvantemekanikken beskrives positionen af partikler altid som en sandsynlighed. For alfapartiklen giver sandsynlighedsfordeling en lille mulighed for, at partiklen kan befinde sig på den anden side af potentialet og dermed blive frastødt fra den positivt ladede kerne af den elektromagnetiske kraft.

Alfapartikler omkring os

Alfapartiklen har en ledning på 2 positive elementarladninger, en relativ høj masse og relativ lav hastighed. Dette gør, at der er stor sandsynlighed for, at partiklen vekselvirker med andre atomer og på den måde mister sin energi. I luft stoppes alfastråling typisk på få centimeter.

99% af alt helium produceret på jorden dannes gennem alfahenfald af tunge atomkerner som uran og thorium i jordens undergrund. Helium er en ædelgas og samtidigt det næstletteste grundstof. Helium indgår dermed sjældent i kemiske reaktioner med andre gasser og vil med sin lave vægt have en tendens til at diffundere opad i atmosfæren og til sidst forsvinde ud i rummet. Alfahenfald spiller dermed en vigtig rolle for eksistensen af helium i jordens atmosfære.
Ask Emil Løvschall-Jensen

# data[].attributes.attachment_link.description
Alfastråling eller α-stråling er en af tre typer af radioaktiv stråling, vi normalt ser i naturen omkring os: alfastråling, betastråling og gammastråling. Nogle grundstoffer er ustabile og kan henfalde til andre grundstoffer ved at udsende en heliumkerne ( He 2+). Den udsendte partikel vil bevæge sig med ca.

# data[].attributes.body
Hvad er en ion

Hvad er et stabilt atom

Ustabilt atom

Isotop

(Onsdag repetition og nyt kort med farver)

Isotopkort

Vi begynder på kapitlet fra kosmos og ser om vi kan løse nogle af opgaverne

Fission og kædereaktioner

# data[].attributes.body
Det globale vindsystem og havstrømme

Radon i vores undergrund

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Kernekraft bygger på princippet om fission. Det er en proces, hvor en atomkerme spaltes i to næsten lige store dele, mens der frigøres energi, der er millioner gange større end ved fx forbrænding eller eksplosion.

Fission er en proces, som sker naturligt. Uran undergår konstant spontant fission, det går dog langsomt. Det er årsagen til, at uran udsender stråling og derfor er det også et godt valg til kernekraft, hvor man kunstigt kan sætte fissionen i gang.

Uran-235 er et godt udgangspunkt til denne proces. Hvis en fri neutron løber ind i en U-235 kerne, vil kernen absorbere neutronen. Det gør kernen ustabil, så den straks deler sig i to mindre stykker. I processen udsender den to eller tre nye neutroner (antallet afhænger af hvordan kernen deler sig). Det hele sker meget hurtigt: I løbet af et picosekund (1 x 10-12) fanges neutronen og kernen deler sig.

Fission kræver en let superkritisk masse

De neutroner, som processen frigiver, rammer nye U-235 kerner og starter på den måde en kædereaktion, der frigiver energi. Det er dog forskelligt, hvor mange neutroner der får skabt nye fissioner. Det betyder, at uran enten kan have kritisk, under kritisk eller superkritisk masse.

Kritisk masse

Hvis gennemsnitligt en fri neutron fra hver fission rammer en ny urankerne og får den til at deles, er uranmassen kritisk. Ved stabil temperatur vil uranmassen bestå.

Under kritisk masse

Hvis gennemsnitligt mindre end en af de frie neutroner rammer en ny urankerne er massen under kritisk. Med tiden vil den inducerede fission dø ud.

Superkritisk masse

Hvis gennemsnitligt mere end en neutron rammer en ny urankerne er massen superkritisk. Kædereaktionen vil få reaktoren til at varme op.

I en atombombe sigter man efter, at alle uranatomer spaltes stort set samtidig (indenfor et mikrosekund). Men det er ikke smart i en atomreaktor, for så vil uranet overophede og smelte. Så her skal massen kun være en smule superkritisk. På den måde kan man hæve og sænke temperaturen i reaktoren.

Fissionen skal kontrolleres

Men hvordan sikrer man, at fissionen ikke løber løbsk? Det klarer man ved hjælp af neutron-absorberende kontrolstænger, som kan sænkes ned i bundterne af uran. Ved at sænke kontrolstængerne ned, optages en del af de frie neutroner og kædereaktionen bremses.

Hvis man derimod ønsker at skabe mere varme tages stængerne i stedet op, så der er flere frie neutroner til at skabe nye fissioner. Når reaktoren skal stoppes helt pga. et uheld eller for at skifte brændsel sænkes kontrolstængerne helt ned og absorberer alle frie elektroner, så fissionen stoppes.

El fra atomkraft

Uranet er god energikilde. I reaktoren er det formet i små 2,5 cm lange piller, som er sat sammen i stænger. Stængerne samles i bundter af uran. Disse bundter sænkes ned i vand i en trykbeholder. Når fissionen kører, opvarmer uranet vandet, så det bliver til damp. Dampen driver en turbine, som får en generator til at producere el. Sådan producerer kernekraft elektricitet.

Sikkerhed i top

Når uran og plutonium undergår fission, udsender de radioaktiv stråling. Derfor skal et atomkraftværk sørge for, at sikkerheden er i orden. Trykbeholderen i reaktoren er typisk inden i et dæklag af beton, der fungerer som et skjold mod stråling. Dette dæklag er indesluttet i et område af stål, som skal forhindre, at radioaktive gasser eller væsker lækker ud fra værket. Udenom alt dette er selve betonbygningen, som er stærk nok til at overleve skader fra jordskælv. Betonstrukturen sikrer, at selv om der sker et uheld på værket vil radioaktiv stråling eller dampe ikke undslippe. Det var netop mangel på disse sekundære strukturer, der var årsag til at radioaktivt materiale slap ud fra Chernobyl.

Læs mere om energiproduktion og kernekraft

Kilder

Den Store Danske
HowStuffWorks.com
Denne artikel stammer oprindeligt fra Climate Minds, som er udviklet af Experimentarium i samarbejde med Dansk Energi og Energyminds.
Skrevet af Videnskabsjournalist Mette Løgeskov Lund, Experimentarium

# data[].attributes.attachment_link.title
Fission - Læs om atomkraft, spaltning, uran og fission

# data[].attributes.attachment_link.description
Kernekraft bygger på princippet om fission. Det er en proces, hvor en atomkerme spaltes i to næsten lige store dele, mens der frigøres energi, der er millioner gange større end ved fx forbrænding eller eksplosion. Fission er en proces, som sker naturligt. Uran undergår konstant spontant fission, det går dog langsomt.

# data[].attributes.body
En ion er et atom eller molekyle, der har fået en elektrisk ladning ved at optage eller afgive én eller flere elektroner. Hvis et atom afgiver elektroner, bliver det en positivt ladet ion (en kation), mens et atom, der optager elektroner, bliver en negativt ladet ion (en anion). Ioner dannes ofte i kemiske reaktioner, for eksempel når metaller reagerer med ikke-metaller og danner ioniske forbindelser som f.eks. køkkensalt (natriumklorid).

# data[].attributes.attachment_link.title
modeller af kædereaktioner til Naturfag.

# data[].attributes.attachment_link.description
En blog om videnskab og naturvidenskab til efterskoleelever.

# data[].attributes.body
Atomkerner med forskelligt indhold af kernepartikler.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
kernekort.dk er et interaktivt isotopkort, med data om 3436 isotoper.

Kernekortet er tiltænkt fysikundervisningen i gymnasiet og folkeskolens ældste klassetrin.

Navigation

Klik med musen på en isotop for at markere den eller søg på en isotop vha. dens kemiske symbol og nukleontallet. (f.eks U-235)

Når en isotop er markeret, kan piletasterne på tastaturet benyttes til at flytte markeringen.

Zoom ind, for bedre at kunne se farvekoderne og tegne henfaldskæder på et smartboard.

Henfaldstyper og farvekode

α - alfa henfald

β⁻ - beta minus henfald

β⁺ - beta plus henfald
(ε eller e⁺ henfald)

ε - elektron indfangning

e⁺ - positron udsendelse

SF - spontan fission

p - proton henfald

n - neutron henfald

2p dobbelt proton henfald

2n - dobbelt neutron henfald

2β⁻ - dobbelt beta minus henfald

stabil / lang halveringstid

manglende / mangelfuld eksperimentel dokumentation

Bemærk at kun den hyppigste henfaldstype er angivet.

Kilder

Data om de forskellige isotopers henfaldstype, atommasse, halveringstid, bindingsenergi pr. nukleon og relativ forekomst, stammer fra nedenstående:

1. "The Ame2016 atomic mass evaluation (I)" by W.J.Huang, G.Audi, M.Wang, F.G.Kondev, S.Naimi and X.Xu
Chinese Physics C41 030002, March 2017.

2. "The Ame2016 atomic mass evaluation (II)" by M.Wang, G.Audi, F.G.Kondev, W.J.Huang, S.Naimi and X.Xu
Chinese Physics C41 030003, March 2017.

Data om γ-stråling er hentet fra:
Japan Atomic Energy Agency, Nuclear Data Center
https://wwwndc.jaea.go.jp/NuC/sbygame.html

Gå til kernekortet ⇒

# data[].attributes.attachment_link.description
Kernekort / isotopkort. Indeholder oplysninger om henfaldstype( alfa, beta, ..) halveringstid, atommasse og bindingsenergi per nukleon, for kendte isotoper. Optimeret til brug i fysik undervisning i gymnasiet eller folkeskolen.

# data[].attributes.body
Cellen

Hvor og hvordan opstår mutationer ved stråling

# data[].attributes.body
fællesfaglige fokusområder fra Frederiksen

# data[].attributes.body
Ny Prisma for 9 klasse
Tværs emnebog.
Stråling og mad.(anvendelse) Her også sundhedsvæsenet og sygdom.
Radon i boliger
Stråling og mutationer. (Kroppen og jorden.)
Radioaktiv forurening.

# data[].attributes.body
Radioaktiv, henfalder, geigertæller, Nuklider, Ioniseret stråling, Baggrundsstråling,  halveringstider

# data[].attributes.body
Symboler og tegnsprog.

# data[].attributes.body
Alfa- partikler
Beta-partikler
Gamma-partikler