Hydrogens udvikling – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

24. juni 2008

Hydrogens udvikling

Hej Malte Olsen
Jeg er fysiklærer i Korsør, og jeg har et spørgsmål vedr. atomer, som jeg godt kunne tænke mig at få svar på:

Vi ved fra biologien, at organismer ændrer sig over tid, alt efter de livsbetingelser som organismens findes i. Gælder det også på et atomart niveau? Har fx hydrogen ændret eller udviklet sig siden atomets tilblivelse, eller sideløbende med jordens historie, således at jordens kemi, indstråling og tyngekraft påvirker atomets egenskaber?

Har isotoper altid eksisteret eller er her tale om udvikling?

Med venlig hilsen/best regards
P F B

Så vidt vi ved, afhænger egenskaberne af atomer som f.eks. hydrogenatomers (Brint) ikke af tiden, men kun af omgivelserne. Det er ikke fuldstændigt klart, om de fundamentale naturkonstanter kan forandre sig ganske langsomt med tiden, men det er i alle tilfælde ikke påvist.

Det betyder, at hydrogen næppe har ændret sig siden kort efter Big bang, efter det tidspunkt hvor atomerne blev dannet.

Temperaturen, elektriske udladninger mm. kan påvirke hvilke energiniveauer elektronen befinder sig i, eller om elektronen er helt fjernet fra atomet (ionisering). Når man sender strøm igennem et udladningsrør med hydrogen, hvor man kan se hydrogenspekteret, er der tale om såvel ionisering af atomet, som at elektroner kan befinde sig i højere energiniveauer. Det gælder også, hvis man varmer en hydrogengas op til rimelig høj temperatur.

Selve kernen kan man ikke påvirke ved normale midler

Skal kernen påvirkes, kan det ske i en accelerator ved sammenstød med stor hastighed, i en atomreaktor etc. eller ved ekstrem høj temperatur, som man har det i visse områder i stjernerne.

Hydrogen har tre isotoper nemlig den almindelige Hydrogen, Deuterium (tungt brint) og Tritium. Hydrogen er en proton som kerne med en elektron udenom. Deuterium en proton samt 1 neutron som kerne med en elektron udenom og Tritium en proton og 2 neutroner med en elektron udenom. Det er det, at atomet binder en elektron, der giver det dets kemiske egenskaber, og altså bestemmer hvilket grundstof, der er tale om. Tritium er radioaktivt og henfalder med en halveringstid på 12,33 år. Da Hydrogen indgår i stjernernes energiskabende processer og tritium henfalder og da isotoperne kan fremkomme i andre henfaldsprocesser, er mængderne af isotoperne ikke konstant i tiden, men selve isotoperne er uforandrede i deres struktur. Man kunne derfor godt sige, at der er tale om en udvikling af mængderne, men ikke af typerne af isotoper.

Med venlig hilsen
Malte Olsen