Varför varierar radioaktiviteten på olika ämnen, Varför är inte alla ämnen radioaktiv

någon som kan förklara för mig då jag inte fattar någonting av det som förklaras på skolan

Varför varierar radioaktiviteten på olika ämnen?
Varför är inte alla ämnen radioaktiva?

Det har med fysik o göra. Alla ämnen är inte instabila och faller inte sönder till andra ämnen.
Alla ämnen är inte gaser under normalt tryck.
Alla ämnen har inte atomnummer 1
Det är väl tur att allt inte består av väte?

Egentligen tror jag det bästa du kan göra är att google, exempelvis: https://sv.wikipedia.org/wiki/Radioaktivitet
http://www.studera.com/tranano/fysik...ik/straln.html

Sedan kan du jämföra med det som sägs i skolan och se om det går att jämka ihop.

Edit: Beroende på vilken sorts skola du går i så kan det vara så att en del saker i nuläget bara får accepteras då förklaringar kan vara väldigt komplicerade.

Kärnfysik.
Protonerna och neutronerna har mer eller mindre stabila förhållanden.
Ju större kärnor, desto mer instabila och radioaktiva är ämnena.

Exakt varför vissa ämnen är radioaktiva och andra inte verkar vara en rätt invecklad historia. Hänger ihop med det två naturkrafterna: Svaga kärnkraften och Starka kärnkraften.

Enkelt förklarat kan man säga att både för få och för många neutroner gör atomkärnan instabil.
Stora atomer som Uran och uppåt har inga stabila kombinationer av neutroner.


För övrigt är radioaktivitet knutet till äkta slumpmässighet så vi vet.
Det finns inget sätt att avgöra när en atom skall sönderfalla, varje ögonblick är lika sannolikt oavsett hur gammal atomen är.

Det är givetvis fel att säga att fysikaliska objekt "vill" något, men om vi för stunden tillåter oss lite slarvigt språkbruk så vill naturen minimera energin för alla system. Vid alla former av spontana radioaktiva processer, sönderfall, så har sluttillståndet en lägre energi än initialtillståndet. Energin hos två fissionsfragment och tillhörande fissionsneutroner är lägre än för den ingående urankärnan till exempel. Samma sak gäller vid svag växelverkan när en atom betasönderfaller eller då en exciterad kärna övergår till grundtillståndet.

I princip alla fall så finns det en energibarriär som måste passeras. När en urankärna töjs ut och börjar dela på sig så ökar energin tillfälligt och när två lätta kärnor närmar sig varandra kommer Coulombkrafterna att putta isär dem. Är barriären tillräckligt låg kan den slumpmässiga variationen av de inre tillstånden ibland vara energetiska nog för att sönderfallet ska kunna ske. Urankärnan "dallrar" naturligt som en vattendroppe och ibland blir den så uttöjd att den slits isär vilket leder till spontan fission. Ibland kommer två vätekärnor "av bara farten" så nära varandra i solen att den starka växelverkan blir starkare än den elektromagnetiska repulsionen och de slås ihop till en tyngre kärna. Ibland kan in intern grupp av två protoner och två neutroner få så hög kinetisk energi att de kan lämna en kärna och om energin i sluttillståndet är lägre (det vill säga den kinetiska energin är hög nog) kommer de inte att fångas in igen utan kärnan kommer att alfa-sönderfalla. Är tröskeln väldigt hög kan sannolikheten för att ett intermediärt tillstånd ska komma över den vara så låg att halveringstiderna, som är omvänt proportionell mot sannolikheten, kan bli flera gånger universums nuvarande ålder, men om man samlar ihop tillräckligt av materialet kommer man ändå observera ett sönderfall då och då för att det är så många kärnor som kan sönderfalla.

Om tröskeln är för hög för att spontana processer ska vara för ovanliga för att vara relevanta kan vi ändå provocera fram sönderfall till exempel genom att antingen sänka tröskeln som i andra steget i vätebomber där vi höjer tryck och temperatur så att DT-kärnorna får så hög kinetisk energi så att de kan passera Coulombbarriären, eller genom att excitera kärnan (foto-fission till exempel) eller genom att ändra initialtillståndet som vi gör när vi petar in en neutron i till exempel U-235 så att den för ett kort ögonblick blir U-236 med en massa överskottsenergi innan den klyvs. Vi kan också brutalt vålda isär en kärna genom spallation, men det räknar jag inte in som sönderfall.

Om initialtillståndet redan har så låg energi som det bara går är ämnet stabilt. I Pb-206 till Pb-208 går det inte att dela kärnan och minska energin och det går inte heller att arrangera om neutroner och protoner för att minska energin. Det går inte heller att ändra en neutron till en proton eller tvärt om och tjäna energi. De tre isotoperna är alltså stabila. De tyngre blyisotoperna kan tjäna en aning energi genom att omvandla en neutron till en proton (och lite leptoner) så de beta-sönderfaller till Bi.

Om halveringstiden är extremt lång för en process, många många gånger universums ålder, så är det mycket svårt att veta om en kärna är stabil eller inte. Det är först nyligen som forskare insåg att Te-128 sönderfaller genom en dubbel beta med en halveringstid på över 10^24 år. Det finns flera teorier bortom standardmodellen som förutspår att protonen inte är stabil utan kan sönderfalla, men där har experiment satt en undre gräns på 10^34 år. Man har tagit en enorm mängd rent vatten och väntat på att se ett sönderfall utan resultat och räknat på vad det innebär för gräns.

Edit: jag inser att jag använder ordet sönderfall lite slarvig för att beskriva alla radioaktiva processer och alla andra processer som ändrar kärnans struktur. Så är det ju inte rent terminologiskt, men ni får leva med lite handviftning på en söndagsmorgon...

Jag har ocksp funderat ibland på det som TS frågar efter, fast kanske på ett litet annorlunda sätt.

Och det du skriver här är ett bra svar, men jag undrar lite ändå över det du skriver om att "provocera fram."
Så, jag frågar - hade det gått att göra en "guldatombomb?"

Nej, inte i den bemärkelsen att den skulle smälla som en uran- eller plutoniumbomb. Att de två ämnena (och några till i aktinidserien) beter sig som de gör i vapen är att sluttillståndet (två fissionsrester och några neutroner) dels har så mycket lägre energi än initialtillståndet (en tung kärna på stabilitetsgränsen och en neutron) att det frigörs stora mängder energi när de "knuffas över kanten" och det behövs bara en liten knuff av en enstaka neutron, dels så är de så neutronrika jämfört med antalet protoner att alla neutroner inte får plats i de lättare fissionsfragmenten (om jag får handvifta lite med argumenten) utan de blir över och strömmar iväg och kan klyva nya kärnor. I guld är det så pass få neutroner jämfört med antalet protoner att de potentiella fissionsresterna kan härbärgera alla neutroner så det skulle inte bli någon kedjereaktion. Dessutom är energiskillnaden mellan guld och de kärnor som skulle blir fissionsfragment så pass låg och tröskeln så hög att vi skulle vara tvungna att "skjuta" sönder kärnan med en väldigt energetisk projektil (tänk en proton vid ca 2.5 GeV) och vi skulle inte få ut speciellt mycket energi. Det går att göra så, men guldkärnan har då en tendens att snarare flyga i bitar i en skur av protoner och neutroner och lämna en ensam, lättare kärna efter sig. Om du kan få tag på datorprogrammet Fluka kan du räkna på allt detta själv och jämföra siffrorna.

Jodå, jag förstår så mycket.
Men hade inte ett väldigt stabilt ämne, som guld, kunnat resultera i en bomb med väldigt lite farlig radioaktivitet.
Det ideala hade väl varit att bara göra en eldboll.
Alternativt bara en tryckvåg.
Och för båda hade väl ett stabilt ämne varit det lämpliga.

Jag har för mig att det finns teorier som beskriver en Riktad eldboll.
Dvs som något som nästan liknar det vi ser i Sci Fi-filmernas "laserstrålar."
Förvisso inte med hjälp av just Guld, men ändå.


Att dundra iväg en riktad eldboll, av bara den "pyttesvaga" Hiroshima-styrkan" hade ju ändå varit ett skräckinjagande vapen.

Graalen för "rena" kärnvapen är ett fusionsvapen med minimal fission, helst ingen alls. USA blev riktigt duktiga på detta när de utvecklade laddningar för sitt ABM-system som då byggde på stora laddningar som skulle detonera på hög höjd över det egna territoriet. Eldklotet skulle aldrig nå marken och mängden fissionsrester och rester av bombmaterialet skulle vara minimalt och nedfallet likaså. De kom som bäst upp till 95-98% fusion, men det krävde ganska stora laddningar på upp till 5 MT. Dagens laddningar är smutsigare.

Gsponer och Hurni skrev 1997 en idag ganska passé rapport om alternativa kärnvapen, allt från helt fissionsfria fusionsladdningar till mer esoteriska vapen baserade på energetiska metatillstånd, det vill säga kärnor som har en metastabil energinivå i kärnan som kan exciteras och sedan deexciteras på beställning som en gamma-laser. En sån laddning skulle ge ett rent eldklot och inga (eller i alla fall nästan inga) radioaktiva rester. Den rapporten kan vara en bra början för den som vill förkovra sig i "tänk om"-kärnvapen.