Callin mfl

s. 217 og 221ERGO Fysikk 1

7-4

7-5

Den sterke kjernekraften virker mellom nabonukleonene Og holder dem sammen. (Men husk den virker bare over 10-15m)

Den elektriske frastøtingskraften mellom protonene virkermellom alle protoner. Dvs frastøtingskraften på et protonøker når antall protoner i kjernene øker.

Når det er flere nøytroner i kjernen vil avstanden mellom protonene øke og frastøtingskreftene minker.

Derfor må det være større andel nøytroner i store atomkjerner.

Vi har tre bevaringslover for kjernereaksjoner:

1) Ladningen er bevart i alle kjernereaksjoner. Det betyr at summen av positiv og negativ ladning før reaksjonen er lik summen av positiv og negativ ladning etter reaksjonen.

2) Nukleontallet er bevart i alle kjernereaksjoner. Det betyr at antall protoner og nøytroner til sammen er det samme før og etter reaksjoner. Hvis det for eksempel har blitt flere protoner, må det ha blitt færre nøytroner.

3) Totalenergien er bevart i alle kjernereaksjoner. Totalenergien er summen av masseenergi, kinetisk energi og strålingsenergi:    

Masseenergien er gitt ved:    

 der c er lysfarten i vakuum.

Bevaringslover

Callin mfl

s. 222ERGO Fysikk 1

Legg merke til at når kjernereaksjonen avgir:

α – strålingMinker både protontall og nøytrontall med 2.

β – stråling Øker protontallet (ladningstall) med 1 og nøytrontall minker med 1.

En del av overskuddsenergien i reaksjonene avgis i form av γ-stråling

e01

He42

Callin mfl

s. 222 og 223ERGO Fysikk 1

Bindingsenergien tilsvarer hvor mye energi som må til for å bryte bindingene.Når bindingsenergien i kjernene øker ved fisjon / fusjon vil den resterende energien frigis. En kan se det som om nukleonene faller dypere ned i energibrønnen til venstre. Avstanden opp til E=0 er tilsvarer bindingsenergien.Vi ser at jern og nikkel har kjernene med mest stabile kjerner.

Callin mfl

s. 230ERGO Fysikk 1

En ser til høyre oversikt over bindingsenergi pr nukleon. Denne viser at jern og Nikkel er de mest stabile nukleonene Til venstre ser vi gjennomsnittlig masse pr nukleon, og vi ser at en ved både fusjon og fisjon får et massetap

Fusjons Reaksjoner i sola

!! 102,6det blir Hydrogen kgPr

103,4)/1000,3(107,4

107,4m

H H He He He

He H H

ν e H H H

15

1228292

29svinn

11

11

42

32

32

32

11

21

e01

21

11

11

J

JsmkgcmE

kg

sr

Sjekk at bevaring av nukleontall og ladningstall er oppfylt i reaksjonene

Beregning massesvinn og Reaksjonsenergi

JsmkgcmE

kgkgum

uuuum

mmmmm

n

sr

n

1228292

2927svinn

svinn

He HHsvinn

10

42

31

21

1082,2)/1000,3(101344,3

: nergiReaksjonse

101344,31066,1018882,0018882,0

)008664904,1002603,4()0160493.3014101,2(

)()(: reaksjonen i Massesvinn

He H H

10

42

31

21

Fisjon

Prøv å styre et kjernekraftverk

Callin mfl

s. 229ERGO Fysikk 1

7-12

Fusjon

Hydrogenbombe, også kalt fusjonsbombe, termonukleær bombe eller H-bombe, kjernefysisk bombe hvor energien utvikles ved at hydrogenkjerner reagerer med hverandre og danner tyngre kjerner.

NøytronbombenHydrogenbombe hvor nøytronene fra 2H + 3H reaksjonen bare i liten grad inngår i kjedereaksjonen. De forsvinner isteden ut av bomben med stor hastighet. Som følge av dette blir varme- og sprengvirkningen i senteret for eksplosjonen redusert, mens skadevirkningene i omgivelsene på grunn av nøytronstråling blir større.

Termonukleær prosess, reaksjon mellom atomkjerner, utløst ved den energien kjernene har på grunn av sin termiske bevegelse og holdt ved like fordi det i reaksjonene frigjøres så mye energi at den høye temperaturen opprettholdes.Ukontrollert foregår prosessen i hydrogenbomben, i Solen og de fleste andre stjernene.

Kald fusjon - løsning på energikrisen - løsning på global oppvarming ?