Isotop

Isotoper kallas atomer av samma atomslag, men med olikt antal neutroner och därmed olika masstal.

Atomslaget bestäms av antalet protoner i kärnan, atomnumretenen, och är avgörande för de kemiska egenskaperna hos ett ämne. Inom kärnfysik kan man dock observera att det förekommer atomer inom samma atomslag som har olika masstal.

Vanligen är antalet neutroner i kärnan ungefär lika med antalet protoner, för lättare atomslag vanligen något färre, för tyngre aningen fler.

Instabila isotoper

Många isotoper finns men är instabila, det vill säga sönderfaller med en viss halveringstid.

Det är givet att stabila isotoper och isotoper med lång halveringstid förekommer i naturen i högre grad än andra. För vissa (tyngre) atomslag saknas helt stabila isotoper.

Sönderfallet sker med antingen alfasönderfall eller betasönderfall; i alfasönderfallet minskar atomatalet med 2 och masstalet med 4; i betasönderfallet ökar eller minskar atomtalet med 1. I många fall uppstår på så sätt en ny instabil isotop som sönderfaller vidare. På så vis bildas en sönderfallskedja.

Radioaktiva ämnen

Radioaktiva ämnen kallas just sådana ämnen som innehåller instabila isotoper. Vid sönderfallet avges strålning som kan vara skadlig för levande organismer och naturligtvis även förändra döda material. Det radioaktiva sönderfallet, exempelvis uran till bly, kan även användas för att datera olika bergarter.

Kända isotoper

Den upphöjda siffran i exemplen anger masstalet.

Väte

Väte har atomnummer 1, och förekommer som

¹H (protium), 99,985 %, stabil

²H (deuterium), 0,015 %, stabil

³H (tritium), syntetisk, halveringstid 12,2 Ã¥r.

Deuterium kallas också tungt väte, och vattenmolekyler som innehåller deuterium kallas tungt vatten. Tungt vatten har något annorlunda kemiska egenskaper än vanligt vatten och har cirka 10 % större massa per volymenhet. Deuteriums kärnsammansättning är viktig vid användning som moderator i kärnreaktioner.

Kol

Kol har atomnumer 6 och förekommer naturligt som

¹²C, 98,9 %, stabil

¹³C, 1,1 %, stabil

¹⁴C, spÃ¥r, halveringstid 5730 Ã¥r.

Det sistnämnda är känt i den vanliga metoden att bestämma ålder inom arkeologi, C14-metoden.

Uran

Uran har atomnummer 92 och förekommer naturligt som

²³⁴U, 0,006 %, halveringstid 0,25 miljon Ã¥r.

²³⁵U, 0,72 %, halveringstid 0,7 miljard Ã¥r.

²³⁸U, 99,275 %, halveringstid 4,5 miljard Ã¥r.

U-235 är den isotop som används i kärnkraftverk. Uran behöver därför anrikas, en sorteringsprocess där man sållar bort de tyngre atomkärnorna och behåller de lättare. Det som är kvar är utarmat uran.

Se även

• Isotoptabell
• atom
• atommassa
• masstal
• isoton