NATUR

Atomer

Text: Mattias Persson

Allt i vår värld består av atomer. Atomerna är väldigt små,
inte ens i mikroskop kan man se dem.

Man tänker sig, att atomer ser ut nästan som små solsystem.
Det som är i mitten, och motsvarande stjärnan eller solen i ett solsystem,
kallas för kärna. Kärnan består av två olika sorters partiklar eller mindre delar, som kallas protoner och neutroner.

Runt kärnan rör sig en tredje sorts partiklar, som kallas elektroner,
ungefär på samma sätt som planeterna i ett solsystem gör runt sin sol.
Det är elektronerna som nästan helt bestämmer hur atomen fungerar i vår värld.
Vanlig elektricitet och åskblixtar består av elektroner som rör sig.

Antalet protoner i kärnan avgör vilket grundämne atomen tillhör.
Man brukar säga att det finns 92 olika grundämnen i universum,
men det är inte helt sant, eftersom vi människor har skapat några extra sorter, och man har också funnit några grundämnen, som inte finns på jorden, i stora, tunga stjärnor.

Man ka få väldigt mycket energi från atomer, på två helt olika sätt.
Antingen kan man skjuta sönder stora atomer med olika slags mindre partiklar, eller så kan man slå ihop två små atomer till en något större.

Detta beror på ett mycket välkänt samband, som forskaren Albert Einstein upptäckte.

 
Einsteins formel, E=MxC2, säger, att det bildas lika mycket energi,
som mängden massa gånger ljusets hastiget gånger ljusets hastighet.
Massa är mängden materia,
det vill säga ungefär vad vi
på vardagsspråk kallar för vikt, som mäts med antalet kilogram.
Ljusets hastighet är väldigt stor, cirka 300000 kilometer
per sekund,
eller sju och ett halvt varv runt jorden på en sekund!
Det är detta som är ursprunget till att kärnkraft ger så mycket energi.

Det är nämligen så, att när man skjuter sönder en atom,
så väger delarna av den skjutna atomen mindre än ursprungsatomen,
och det är den skillnaden i vikt som blir energi.

Också när man slår ihop två atomer, så väger den nya atomen mindre
än vad de två ursprungliga atomerna tillsammans vägde,
och också här är det viktskillnaden som blir energi enligt Einsteins formel.

Eftersom ljusets hastighet är så stor, blir det väldigt mycket energi,
trots att är så små skillnader i vikten före och efter att en atom har sprängts eller två atomer har slagits samman.

Det finns två sorters atombomber, som fungerar enligt de två metoderna som beskrivs ovan.
Den sort som spränger atomer kallas oftast bara för atombomb
(den använder de tunga metallerna uran och plutonium som så kallat klyvbart material, det vill säga den sorts atomer som sprängs),
medan en bomb som bygger på att atomer slås ihop, brukar kallas för vätebomb, eftersom det är väteatomer som slås ihop till helium,
vilket är precis samma process som gör att solen och andra stjärnor lyser.

Ett kärnkraftverk gör av med cirka 3 kilo uran eller plutonium per år.
Den del av en atombomb som ger sprängkraften, brukar väga runt 50 kilo,
vilket ger samma explosionskraft som cirka två tusen ton vanligt sprängämne (trotyl).
Atombomben som fälldes över staden Hiroshima i Japan år 1945 motsvarade 12500 kilo trotyl.

Tillbaks till Mattias P