Lägg till som läxa
Lägg till som stjärnmärkt
Frågor hjälpmarkerade!
Alla markeringar försvinner.
KURSER /
Fysik 1
/ Kärnfysik
Den starka kärnkraften
Den starka kärnkraften
Hur hålls atomkärnan samman?
En första gissning på svaret till denna frågan är att gravitationen håller samman kärnan.
Protoner och neutroner har en massa och dras därför mot varandra m.h.a. gravitationskraften.
Men om man räknar på detta så inser man snabbt att gravitationskraften är alldeles för svag för att ha någon inverkan på atomkärnan.
Det måste finnas någon annan kraft inom atomkärnan som drar neutroner och protonerna mot varandra och övervinner den elektriska repulsionen.
Och faktum är att det gör det.
Den kraften som håller samman protonerna och neutronerna i atomkärnan kallas för den starka kärnkraften.
Den starka kärnkraften verkar helt enkelt mellan nukleoner i atomkärnan och fungerar som ett slags lim som håller dem samman.
Kraften är betydligt starkare än den elektriska kraften i kärnan men är endast märkbar på väldigt små avstånd.
Detta är anledningen till att vi inte märker av den i vardagslivet. Den har en så kort räckvidd.
Balansgången mellan den starka kraftens attraktion och den elektriska kraftens repulsion gör att endast vissa atomkärnor kan existera.
Atomkärnor med ett visst antal neutroner och ett visst antal protoner.
Bindningsenergi
Nukleonerna i en atomkärna är bundna till varandra. D.v.s. de har en energiskuld, eller en negativ potentiell energi, detta innebär att vi kan definiera begreppet bindningsenergi.
Bindningsenergi
Den mängd energi som minst måste tillföras för att frigöra en nukleon från atomkärnan kallas för nukleonens bindningsenergi.
Total bindningsenergi
En atomkärnas totala bindningsenergi är den energi som det skulle krävs för att plocka isär kärnan helt och hållet.
Dividerar man den totala bindningsenergin med antalet nukleoner i kärnan så får man det som kallas för genomsnittlig bindningsenergi per nukleon.
Vi kan tänka på den genomsnittliga bindningsenergin som ett medelvärde på hur mycket energi som krävs per nukleon för att plocka isär atomkärnan.
Hur stor den genomsnittliga bindningsenergin är på nukleon varierar från atom till atom. Detta åskådliggörs i följande graf:
Kommentarer
██████████████████████████
████████████████████████████████████████████████████
e-uppgifter (3)
-
1. Premium
Vilken är kraften som håller samman atomkärnan?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar... -
2. Premium
En nukleons bindningsenergi är:
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar... -
3. Premium
Vilket av påståendena är inte korrekt?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar...
Rasmus Conradsson
Fråga om videon, atomkärnans energi går upp till ämnet Fe som har det högsta energivärdet. Alltså måste vi tillföra mycket energi för att splittra dessa atomer eller smälta samman för att skapa nya ämnen.
Medans ämnen som Uran var längst till höger och något mindre energi. Så förutsätter att man använder ämnen som Uran och Pluton i kärnreaktorer utav denna anledningen då de krävs liten energi för att få ut mycket energi vid klyvningen. Samt av samma anledning så är det anledningen att man antar att solen kommer att dö när den har svårt med fortsatt fusion när den når järn pga den höga energin i atomen. Då fusion utav helium och väte är relativt enkelt.
Förstår jag sambandet med atomens bindningsenergi rätt då eller är jag ute och cycklar?
Sara Petrén Olauson
Hej! Du har förstått de stora sambanden helt rätt! Det är dock viktigt att vara noggrann när energibegreppet används. Du skriver att järn har det högsta “energivärdet”. För att det ska bli helt korrekt bör vi istället säga att järn har “den högsta bindningsenergin per nukleon”. Hög bindningsenergi per nukleon innebär en mer stabil kärna, och din slutsats stämmer, vi måste tillföra mycket energi för att skapa nya ämnen utifrån järn.
Ämnen både till höger och vänster om järn i diagrammet har lägre bindningsenergi per nukleon än järn, och är därför mindre stabila. Energi frigörs alltså när vi rör oss mot järn i diagrammet från båda hållen, men genom olika processer:
När en urankärna klyvs (fission) bildas restprodukter som ligger närmare järn i diagrammet (de blir alltså stabilare). Överskottsenergin som frigörs när kärnorna hamnar i ett stabilare tillstånd utnyttjas i kärnkraftverk.
Vid fusion av väte och helium skapas nya ämnen som är stabilare än de föregående. Då frigörs energi som håller stjärnan vid liv. När det inte längre kan frigöras tillräckligt med energi genom fusionsprocesser kommer stjärnan att kollapsa.
Endast Premium-användare kan kommentera.