Neutroner

Figur som visar neutronernas placering i en atom.

I en atom bildar de oladdade neutronerna tillsammans med de positivt laddade protonerna själva kärnan. Funktionen neutronerna fyller där är att de gör de mystiska attraherande krafter som verkar mellan partiklarna i atomkärnan starkare, vilket förhindrar att protonerna stöter bort varandra.

I modellen till höger är neutronerna utmärkta med pilar. Symbolen n är en internationell beteckning för neutroner.

Varierar i antal, vilket ger upphov till isotoper

Antalet protoner och elektroner i ett visst atomslag är alltid konstant, men antalet neutroner kan variera. De flesta kolatomer har till exempel sex neutroner, men någon procent av alla kolatomer har sju stycken.

Båda dessa varianter har sex protoner och är därför av samma atomslag. De har också lika många elektroner (sex) vilket ger dem samma egenskaper. Det enda som skiljer dem åt är alltså att varianten med sju neutroner är något tyngre.

Atomer som bara skiljer sig åt genom antalet neutroner kallas för isotoper. När man namnger olika isotoper av ett atomslag brukar man lägga ihop antalet protoner och neutroner. Detta värde kallas isotopens masstal. En kolatom med sex protoner och sex neutroner har masstalet 12 och kallas för en kol-12-atom. Isotopen med sju neutroner kallas enligt samma system för en kol-13 och ytterligare en kol-isotop som är ännu ovanligare kallas för kol-14.

ÖvningsuppgiftSvar
Vilket masstal tror du litiumatomen som modellen i början artikeln föreställer har?
Tre protoner (röda) plus fyra neutroner ger ett masstal på 3+4=7. Det är alltså en litiumatom med masstalet 7, litium-7.

Det finns inte hur många isotoper av ett atomslag som helst. Blir antalet neutroner för stort eller för litet klarar inte atomkärnan av att hålla ihop utan faller sönder. Under sönderfallet avges radioaktiv strålning, vilket ofta är mycket skadligt för levande organismer. Atomer med kärnor som lätt ”går sönder” sägs vara radioaktiva. Kolisotopen kol-14 är ett exempel på detta, vilket leder till att koncentrationen av kol-14-atomer i olika föremål minskar med tiden när dessa faller sönder. Genom att undersöka hur mycket kol-14 som finns kvar i exempelvis ett fossil kan forskare därmed avgöra hur länge sedan organismen det föreställer levde (metoden kallas för kol-14-metoden).

Ett annat atomslag med intressanta isotoper är väte. Den vanligaste väteisotopen är väte-1, vars kärna enbart består av en proton. Vissa väteatomer innehåller dessutom en neutron och kallas för väte-2 (eller deuterium, som kommer av det grekiska ordet för ”den andre”). Det finns också oerhört små koncentrationer av en tredje, radioaktiv väteisotop som har en proton och två neutroner i kärnan – väte-3 (eller tritium, vilket ungefär betyder ”den tredje” på grekiska).

Tritium- och deuteriumkärnor reagerar med varandra i många stjärnors (däribland vår egen sols) inre vilket leder till att stora mängder strålning, bland annat i form av ljus, frigörs. Man hoppas kunna återskapa denna process på jorden, vilket hade kunnat bli lösningen på våra energiproblem.

Vid dagens kärnkraft använder man för det mesta radioaktiva isotoper av atomslaget uran (oftast uran-235), eftersom man vill ta till vara på strålningen som avges när man tvingar urankärnorna att falla sönder. Vid denna process bildas många kraftigt radioaktiva isotoper av andra atomslag, som måste hållas borta från människor i flera miljoner år eftersom strålningen är så farlig. Också när kärnvapen används bildas radioaktiva isotoper som kan göra stora ytor obeboeliga.

ÖvningsuppgiftSvar
Uranatomer, som har atomnumret 92, innehåller alltid 92 protoner. Kan du utifrån masstalet för uran-235 komma fram till hur många neutroner varje sådan uranatom innehåller?
Masstalet är 235, vilket innebär att summan av antalet neutroner och protoner ska bli just 235. Vi vet att antalet protoner är 92. Alltså är antalet neutroner 235 − 92 = 143.

Artikeln skriven av Oskar Henriksson. Lämna feedback / ställ en fråga.
Publicerad 8 januari 2011. Senast uppdaterad 27 maj 2017.

Kommentarer är stängda