Prov PDF

1. Arkeologerna har med hjälp av kärnfysik visat att kattmumie från egypten är 7200 år gammal a. Vad heter metoden som används vid åldersbestämning av organiskt material. Metoden heter kol-14-datering eller kol-14-metoden. b. Vad kallas det fysikaliska begreppet som met...

1. Arkeologerna har med hjälp av kärnfysik visat att kattmumie från egypten är 7200 år gammal a. Vad heter metoden som används vid åldersbestämning av organiskt material. Metoden heter kol-14-datering eller kol-14-metoden. b. Vad kallas det fysikaliska begreppet som metoden bygger på. Metoden bygger på halveringstid, mer specifikt halveringstiden av isotopen kol-14. Den har en halveringstid på 5730 år vilket betyder att halva ämnet har försvunnit på grund av sönderfall efter den tiden. Alla levande organismer har samma andel kol-14 på grund av bland annat näringskedjan, men detta ändras när någon dör och ämnet sönderfaller. c. Ta hjälp av diagrammet och bestäm ungefär hur stor del av radioaktiviteten är kvar i mumien. Motivera ditt svar. d. Vid sönderfall av kol-14 bildas det kväve (N). Skriv sönderfallet av kol-14 med en formel. Kol-14 har betasönderfall. Kol har atomnummer 6. 14 0 14 6C -> -1e + 7N 2. Beskriv möjligheter och risker med radioaktivitet. Tänk på att använda dig av begrepp i dina beskrivningar. 1. Medicinsk användning: ○ Strålbehandling (radioterapi): Radioaktiva ämnen används för att behandla cancer genom att döda cancerceller. Gamma- och betastrålning kan riktas mot tumörer för att förstöra dem, vilket har varit avgörande för många patienters överlevnad. ○ Diagnostik (radio isotopdiagnostik): Radioaktiva isotoper används inom medicinsk avbildning, såsom vid PET-scan och  SPECT-scanning, för att spåra sjukdomar som cancer, hjärtproblem eller hjärnans funktion. 2. Energiproduktion: ○ Kärnkraft: Genom fission av radioaktiva isotoper som uran och plutonium i kärnreaktorer kan stora mängder energi genereras, vilket ger en effektiv energikälla som inte ger upphov till växthusgasutsläpp, till skillnad från fossila bränslen. 3. I kärnkraftverk används metallen uran (U-235) som bränsle för att få energi. I processen bildas nya ämnen, i det här fallet Cs-140 och Rb-92. (Uran har atomnumret 92, Cesium 55 och Rubidium 37) a. Vad kallas reaktionen med ett annat namn? Reaktionen kallas med att annat namn för Fission b. Hur går processen till? Man bombarderar en tung kärna, oftast Uran med en neutron, och då frigörs energin som hållit ihop atomkärnan. Det skapar en kedjereaktion som uppstår när Urankärnan utlöser neutroner som i sin tur klyver andra kärnor. Och för att hålla detta under kontroll så använder man sig av en moderator. Moderatorn styr hastigheten på neutronerna som frigörs. I Sverige används lättvatten. c. Skriv en reaktionsformel för reaktionen. U-235+n→Cs-140+Rb-92+2n+energi 235 1 140 92 1 92U + 0n -> 55Cs + 37Rb + 3 0n 4. En atombomb och en kärnreaktor är två exempel på hur man utnyttjar kärnklyvning för att utveckla energi. På vilket sätt skiljer sig energiutvecklingen i kärnkraftverk från den i en atombomb. Förklara 1. Kontrollerad och okontrollerad kedjereaktion  Kärnkraftverk: I ett kärnkraftverk sker kärnklyvningen under strikt kontrollerade förhållanden. Kedjereaktionen, där varje klyvning frigör neutroner som orsakar fler klyvningar, hålls i schack genom att använda moderatorer (som vatten) och kontrollstavar (ofta gjorda av material som absorberar neutroner). Detta gör att reaktionen kan hållas stabil och långsam, vilket gör att energi frigörs i en kontrollerad och jämn takt. Kärnkraftverk producerar energi under lång tid och kontrollerar den för att omvandla den till elektricitet. Atombomb: I en atombomb är kedjereaktionen okontrollerad och sker på en mycket snabb tidsskala. När en kritisk massa av klyvbart material (som uran-235 eller plutonium-239) sätts samman på rätt sätt, accelererar klyvningen snabbt och en enorm mängd energi frigörs på en bråkdel av en sekund. Denna explosion är extremt kraftfull och förödande. 2. Mängd energi och tidsram Kärnkraftverk: Energiutvecklingen i ett kärnkraftverk sker långsamt och konsekvent, vilket gör att stora mängder energi kan produceras under lång tid utan att reaktorn går i "övervarv" eller orsakar någon explosion. Detta gör kärnkraftverk till en effektiv källa för långsiktig elproduktion. Atombomb: I en atombomb frigörs all energi på en mycket kort tid (på sekunder), vilket skapar en enorm explosion med extrem temperatur och tryck, vilket resulterar i förödande effekter på omgivningen. 3. Syftet Kärnkraftverk: Målet är att använda den energi som frigörs vid kärnklyvningen för att värma vatten till ånga, som sedan driver en turbin kopplad till en generator för att producera elektricitet. Detta sker på ett sätt som är både ekonomiskt och säkert. Atombomb: Syftet är att skapa en massiv, okontrollerad explosion som frigör så mycket energi som möjligt på kort tid. Detta är en militär tillämpning av kärnklyvning.  5. Formlerna visar olika ämnens radioaktiva sönderfall. Lös ekvationerna 84 218 Po —) x214Pb + Y 228 88 Ra —) x228Ac + Y 6. Radioaktiva ämnen kan avge olika typer av strålning; partikelstrålning och elektromagnetisk strålning. a. Vad har de olika radioaktiva strålningarna för namn? Partikelstrålning finns i form av Alfa och betastrålning, och den elektromagnetiska strålningen som frigörs från radioaktiva ämnen är gammastrålning. b. Berätta så mycket du kan om respektive strålning. Alfa-, beta- och gammastrålning är tre olika typer av joniserande strålning som avges vid radioaktivt sönderfall och har olika egenskaper och genomträngningsförmåga. Alfastrålning består av tunga, positivt laddade alfapartiklar, som är sammansatta av två protoner och två neutroner, vilket gör att de har en låg genomträngningsförmåga. Dessa partiklar kan stoppas av ett enkelt papper eller det yttre lagret av huden. Alfastrålning är inte särskilt farlig om den inte inandas eller intas, men om alfapartiklar kommer in i kroppen genom inhalation eller förtäring kan de orsaka allvarliga skador på inre vävnader. Exempel på isotoper som avger alfastrålning är uran-238, radon-222 och polonium-210. Betastrålning består av snabba elektroner eller positroner, som avges när en neutron omvandlas till en proton i atomkärnan. Betastrålning har en högre genomträngningsförmåga än alfastrålning och kan tränga igenom material som plast, glas och tunna metaller som aluminium. Betapartiklar är snabbare än alfapartiklar och kan orsaka skador på levande vävnad om de tränger in i kroppen. Exempel på isotoper som avger betastrålning är Kol-14, strontium-90 och tritium. Betastrålning är farlig för kroppen om den träffar inre vävnader, men kan lättare stoppas än gammastrålning. Gammastrålning är en form av elektromagnetisk strålning, alltså fotoner, som inte består av partiklar utan av mycket högenergetiska fotoner. Den har den största genomträngningsförmågan av de tre typerna av strålning och kan passera genom flera meter av betong eller bly. Gammastrålning är mycket farlig för människor, eftersom den kan orsaka omfattande DNA-skador och leda till allvarliga hälsoproblem som cancer eller organsvikt om man utsätts för den under längre perioder. Exempel på isotoper som avger gammastrålning är Cobalt-60, cesium-137 och radon-222, även om radon främst förknippas med alfastrålning. Samtidigt är det viktigt att notera att alla tre typer av strålning kan vara farliga, men de kräver olika nivåer av skydd beroende på deras genomträngningsförmåga och de skador de kan orsaka på kroppen. 7. En isotop av Magnesium (Mg) har i kärnan 12 protoner och 13 neutroner. a. Skriv isotopen med atomnummer och masstal. 25 12Mg b. Skriv antalet elektroner i respektive skal. L - 2, M - 8, K - 2 8. Vilket av alternativen A-D beskriver den bild vi har av atomen idag? Motivera kort. Atommodell D är en modell av Niels Bohr och det är den mest använda modellen. Den visar på att elektronerna kretsar runt kärnan till skillnad från de andra exemplen.