Return to Scale View
About us

How big is Urankärna?

12 femtometer!

View History Report
Urankärna

En urankärna är mitten av en uranatom. Den innehåller 92 protoner och, i uran-238, den vanligaste sorten, 146 neutroner. Den är cirka 12 femtometer i diameter, mätt som två gånger laddningsradien, alltså medelradien för kärnans elektriska laddning. En femtometer är en miljondel av en miljarddel av en meter (10−15 meter).

Storlek

En atomkärna har ingen skarp kant, så storleken anges som en laddningsradie. För uran-238 anger en tabell över kärnradier som förs av Internationella atomenergiorganet (IAEA) 5,857 femtometer, ett värde som är känt med bättre än 0,1 % noggrannhet. Det gör kärnan 11,7 femtometer i diameter. Uran-235, som har tre neutroner färre, är väldigt lite mindre, 11,67 femtometer i diameter.

En urankärna har betydligt fler neutroner än protoner. Protoner stöter bort varandra med sin elektriska laddning, medan alla protoner och neutroner drar till sig sina närmaste grannar genom den starka kärnkraften. I en tung kärna behövs de extra neutronerna för att hindra den elektriska frånstötningen från att slita sönder den.

Storleksjämförelser

  • En kärna av uran-238 är ungefär 7 gånger så bred som en enskild proton, som är cirka 1,7 femtometer i diameter, trots att den innehåller 238 protoner och neutroner.
  • Den är ungefär 3,5 gånger så bred som en heliumkärna, som är cirka 3,4 femtometer i diameter, men den innehåller cirka 60 gånger så många partiklar.
  • Om en urankärna förstorades till storleken av en basketboll, skulle en proton i samma skala vara cirka 3,4 centimeter i diameter, ungefär hälften av bredden hos en tennisboll.
  • En väteatom, cirka 0,1 nanometer i diameter, är ungefär 9 000 gånger så bred som en urankärna. En nanometer är en miljarddel av en meter.

Ett mycket långsamt sönderfall

Uran-238 är radioaktivt, men det sönderfaller extremt långsamt. Dess halveringstid, den tid det tar för hälften av ett prov att sönderfalla, är 4,47 miljarder år. Jorden är cirka 4,54 miljarder år gammal, så ungefär hälften av det uran-238 som jorden hade när den bildades finns fortfarande kvar.

Uran-238 sönderfaller genom att sända ut en alfapartikel, som är en heliumkärna. En kedja av ytterligare sönderfall följer och slutar i bly-206. Geologer använder den här kedjan, och en liknande som börjar med uran-235, för att mäta bergarters ålder och jordens egen ålder.

Klyvning av uran

Uran-235 utgör cirka 0,72 % av naturligt uran. Dess kärnor klyvs lätt när de träffas av en neutron. Varje klyvning frigör energi och fler neutroner, som kan gå vidare och klyva andra kärnor i en kedjereaktion. Kärnkraftverk i USA styr denna reaktion för att producera värme för elproduktion, med bränsle som är anrikat till 3–5 % uran-235.

Källor

Universums Skala > Urankärna
Klorkärna
Klorkärnan har 17 protoner. Det finns vanligtvis 18 eller 20 neutroner i kärnan. Om klor har ett annat antal neutroner är kärnan inte stabil
Klassisk elektron
Elektroner är så små att deras storlek inte kan mätas noggrant. Storleken på en elektron varierar mycket beroende på hur den mäts. Oavsett om man mäter med den kvantmekaniska modellen eller i detta fall den klassiska modellen.
Heliumkärna
En heliumkärna är tusentals gånger mindre än atomen. Den är som en kula i en fotbollsstadium. Den enda anledningen till saker känns massiva beror på att elektonerna i atomerna repellerar varandra.
Våglängd för gammastrålning
Gammastrålar har en mycket hög frekvens. De uppstår bl a från radioaktivt sönderfall. Förresten är det faktiskt inte ljusblått som det visas till vänster. Bara synligt ljus har färg.
Minsta objektet som kan ses med ett elektronmikroskop
I elektronmikroskop kan vi se mycket små saker (som atomer) som annars skulle vara osynliga, eftersom de är mindre än våglängden för synligt ljus.
Heliumatom
Väteatomer är större än Heliumatomer eftersom fler protoner i en atom drar in elektroner närmare kärnan. Dock ökar ytterligare skal storleken av atomerna i de flesta atomer.

Discussion