Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 52. 29 december 1945 - Atomteori och atombomber, av Henry Kjellson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1420
TEKNISK TIDSKRIFT
behåller sin hastighet. En planet rör sig runt solen
år efter år med samma hastighet enligt den kända
tröghetslagen, och ingen bromsande materia eller
kraft nedsätter dess hastighet. En elektron roterar
med svindlande hastighet kring atomkärnan och
inget nedsätter dess hastighet förrän
sammanstötningar äga rum, vilket i det välordnade
trafiksystemet ej normalt inträffar.
Det är det yttre höljet, elektronskalet, som ger
ämnena deras karakteristiska kemiska
egenskaper. Så t.ex. äro ämnen, som utöver en stabil nivå
ha ytterligare en elektron i en extra nivå, t.ex.
11 natrium och 19 kalium, till sin kemiska
karaktär likartade — likaledes ämnen, vars yttre nivå
saknar en elektron i mättningsstadiet, t.ex. 9 fluor,
17 klor, 35 brom, 53 jod osv.
Vid den kemiska sammanslutningen av skilda
atomer till ämnen kallas sammanslutningen
molekyler. Vid molekylbildningen finns det en strävan
att bilda ett konstlat ädelgasskal med åtta
elektroner i yttersta nivån. Så t.ex. förenar sig gärna
klor, vars yttre nivå har sju elektroner, med
natrium, som blott har en elektron i ytternivån,
till molekylen klornatrium (koksalt), så att
ytternivån får åtta elektroner. Syre, ämnet 8, med
endast sex yttre elektroner, kompletterar gärna
denna brist med två väteatomer till vatten, en
vattenmolekyl, så att ytterskalet innehåller åtta
elektroner.
Kärnans byggnad
Om det i ett ämnes atomkärna endast funnes de
protoner, som erfordras för att binda det
erforderliga antalet elektroner i skalet, skulle
atomvikten vara lika med antalet av dessa protoner,
eftersom atomvikten för en proton (vätekärna)
satts till 1. Gå vi t.ex. till 92 uran har detta i sitt
skal 92 elektroner, som kretsa runt kärnan. I
kärnan finns det alltså 92 protoner, som binda
de 92 elektronerna. Funnes det nu blott protoner
i kärnan, skulle atom vikten vara 92; nu är den
238, vilket beror på, att det i kärnan förutom
protonerna finns 146 neutroner, som öka
kärn-vikten, men vilka på grund av sin neutrala
hållning ej kunna hålla några elektroner i skalet.
Det finns emellertid uranformer med annat
antal neutroner i kärnan. En form har 143,
och dess atomvikt är 92 + 1431=235; detta är
den vid atomsprängningar bekanta uranisotopen
uran 235. Med isotoper menas ämnen med samma
kemiska egenskaper men med olika atomvikt
Isotopa ämnen ha alltså lika stort antal protoner
i sin kärna och binda samma antal elektroner i
skalet, men antalet neutroner i kärnan växlar.
Av väte finnes det exempelvis en isotop med en
neutron i kärnan (se fig. 2). Atomvikten för detta
väte blir 2, i stället för 1 för vanligt väte. Detta
är tungt väte, som sammanslutet med syre bildar
tungt vatten. Under det att molekylarvikten för
vatten är 18, är molekylarvikten för tungt vat-
ten 20. Vikten av 1 1 tungt vatten förhåller sig
därför till vanligt vatten som 20 till 18.
Atomenergin
Huru stora äro då elektronerna och atomerna
och den energi, som finns i atomen och dess
kärna?
Elektronens vilomassa är 9,02 • lO-^28 g dvs. 9 g
elektroner innehålla 1028 elektroner. På ett gram
väte exempelvis finnas i runt tal 6 • 1022
elektroner.
Elektronens radie är 1,88 • 10—13 cin dvs. på 3,76
cm kan det läggas 10 biljoner elektroner.
Protonens massa, den i kärnan förefintliga
posi-sitiva enhetsladdningen, är i masshänseende 1 850
gånger större än elektronens och dess diameter
är ungefär halva elektronens.
Vid väteatomen roterar elektronen kring
kärnan på ett avstånd ri= 0,529 • 10~8 cm dvs.
på ett avstånd av 14 000 gånger sin egen
diameter.
Låt oss ta ett drastiskt exempel, där vi låta
elektronerna bli stora som körsbär (15 mm) och
ersätta protonerna med lingon och de neutrala
neutronerna med blåbär. I väteatomen, som består
av en proton och en neutron, roterar då
elektronen kring kärnan på ett avstånd av 200 m, som
utgör den innersta A’-nivån, som blott kan rymma
två elektroner. Hos uran 238, som i kärnan skulle
ha 92 protoner och 146 neutroner, är kärnan,
mätt med samma måttstock, stor som en
sparkboll. Den yttersta nivån, där elektronerna i
väteatomen skulle kretsat på 9 800 m avstånd, här
emellertid hos uran liksom övriga nivåer där
krympt samman på grund av den våldsamma
attraktionen från kärnan, så att ytternivån
ligger på ungefär 1 000 m avstånd från
kärnan.
Tätheten inom atomkärnan är utomordentligt
stor, av storleksordningen 1,5 * 1014 g/cm3. Detta
betyder att 1 cm3 tätt packade atomkärnor skulle
väga ca 150 Mt.
Liksom energi fordras för att frigöra elektroner
ur atomernas elektronskal, fordras energi för att
ur atomkärnan frigöra elementarpartiklar,
neutroner eller protoner, endast är denna energi
miljoner gånger större. Samma energibelopp måste
frigöras vid atomkärnans uppbyggnad av sina
beståndsdelar. Låt oss ta som exempel helium, vars
kärna innehåller två protoner och två neutroner.
Om 1 g helium kunde uppbyggas av neutroner
och protoner, skulle en energimängd på ca
1,6’ 1010 kalorier frigöras. Den energimängd som
frigöres vid t.ex. förbränningen av 1 g väte till
vatten är blott några få kilogramkalorier.
Även vid de tyngsta atomkärnornas sönderfall
i enklare beståndsdelar frigöras oerhörda
energi-belopp. Då exempelvis radium under oc-strålning,
dvs. avspjälkande av heliumkärnor, sönderfaller
till Ra-emanation frigöres per gram radium ca
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
