Kategorier
Lärande Uncategorized Undervisning

Att lura sig själv

Det finns många myter och missuppfattingar om mycket i vardagen. Men det samma gäller även inom vetenskapen. Vi kan tro att logiskt tänkande skall vara gällande, men så är inte alltid fallet. När det gäller forskning så råder förnuftet, om man undantar fusk, medvetet eller omedvetet felaktigt bruk av data, besatthet över egna teorier..  OK, vi är människor. Men inom naturvetenskapen så kommer alltid sanningen fram förr eller senare, åtminstone den naturvetenskapliga sanningen. Den historiska sanningen, det faktiska skeendet, kan vara dold eller omöjlig att finna. Detta gör att man måste vara noggrann i sitt arbete och inte falla för enkla lösningar. Francis Bacon’s «idols» är bra att ha i bakhuvudet så man inte lurar sig själv. Eller som Feynman sa: «The first principle is that you must not fool yourself, and you are the easiest person to fool.»

Bacons «idols (Idola)»:

  • «Idols of the Tribe» (idola tribus), which are common to the race;
  • «Idols of the Den» (idola specus), which are peculiar to the individual;
  • «Idols of the Marketplace» (idola fori), coming from the misuse of language; and
  • «Idols of the Theatre» (idola theatri), which stem from philosophical dogmas.
Kategorier
Fysik Kärnenergi Uncategorized

Kärnenergi – Ett enkelt problem?

Det har på grund av händelser i världen blivit en debatt om Kärnenergi (eller Kärnkraft som många kallar det) skall man bygga nya kraftverk eller rättare de skall byggas och det skall gå fort för att lösa energi krisen. Men är det så enkelt?

Fallet med Kärnenergi eller Fission är betydligt mer komplicerat än vad man kan tro. Debatten handlar mest om kraftverkan och inte alla steg före och efter. I tillägg måste man ta hänsyn till kompetens hos personal och byggtid.

Att bygga ett kärnkraftverk tar tid, från prospektering, byggande av infrastruktur och själva verket, så här kan fort byggtiden bli 10 år, och då är inte eventuella förseningar medräknade. Så med andra ord är det inte någon «quick fix». Det är möjligt att bygga mindre, Small Modular Reactors, men av dessa finns bara en (rysk) i drift när detta skrivs. Det finns designs och ofärdiga demonstrations exemplar, så det finns även här en osäkerhet angående tidsperspektivet. Så om man ser till det ligger den lösningen minst 10 år i framtiden. Här kommer det också ta tid att utbilda personal.

Men det finns andra aspekter som är viktiga att ta hänsyn till. Här ges några aspekter:

Utvinning av klyvbart material (bränsle), gruvdrift.

Anrikning av det klyvbara materialet.

Produktion av bränslestaver.

Drift av kraftverk.

Behandling av utbränt bränsle.

Upparbetning av utbränt bränsle.

Lagring av låg- och mellan-aktivt avfall.

Lagring av högaktivt avfall.

Det är egentligen mycket att säga om varje aspekt, så det blir ett inlägg för varje. Så håll ögonen öppna.

Kategorier
Experiment Fysik Kemi The light side Uncategorized

Mina Grundämnen – Oxygen/syre

Oxygen/syre kan man kalla en av de lyckligaste grundämnena i Finland; happi! Men oxygen är oftast något man inte vill ha då det oxiderar metaller och annat. Oxygen är också en av orsakerna till massutdöenden på jorden. När organismer kunde utnyttja fotosyntesen så var oxygen en bi- eller avfallsprodukt som samtidigt råkade vara giftigt för många organismer som då dog ut.

Vi tänker inte på det men oxygen är giftigt för oss så koncentrationer över 30% är toxiska. Normalt innehåller atmosfären runt 21% så vanlig luft är livsviktig och inte toxisk. Det kan vara värt att notera att under Perm (250-300 miljoner år sedan) var oxygen koncentrationen närmare 30%, vilket gjorde att insekter med sina trakéer som fungerar genom diffusion kunde växa sig större än idag.

Även om man inte vill ha oxygen, så finns en del intressanta aspekter som man kan få med sig. Flytande oxygen är paramagnetiskt så det är möjligt att fånga flytande oxygen mellan två magnetiska poler [https://www.youtube.com/watch?v=Lt4P6ctf06Q ] problemet är att få fram flytande oxygen(kokpunkt 90K). I videon brukas en gastub och rör i flytande nitrogen (kokpunkt 77K) men man kan även låta flytande nitrogen förångas i en öppen termos, man får då en svagt blå vätska när det mesta förångats, detta är oxygen som då kan brukas för försöket.

Man kan också stoppa ner stålull i vätskan, ta upp och sätta eld på den. På grund av oxygen innehållet kommer det bli en explosiv förbränning, tidigare kunde man hitta brännmärken både på bänkar och i tak där fysik-studenter gjort just detta.

Kategorier
Fusion Fysik Kärnenergi Uncategorized

Fusion “Breakthrough”?

Den 5 December skedde det som omtalades som ett genombrott inom fusion vid Lawrence Livermore National Laboratory’s National Ignition Facility (NIF), genom «inertial fusion». Påföljande presskonferens den 13 December förstärkte den bilden. Men frågan är om detta egentligen är ett steg på vägen?

Det som NIF är del av är ett simuleringsprogram för att testa om kärnvapen som lagrats fortfarande ger önskad(?) sprängverkan. Det rör sig alltså inte om ett projekt där målet är att uppnå fusion för energiproduktion. Fusion i detta fall är ett medel för att se om simuleringarna stämmer.

Det som framstår som en «breakeven», det vill säga att mer energi skapas än det som man tillför systemet, är också en sanning med modifikation. Det som hände var att 2.05 MJ i 192 UV-laserstrålar fokuserades i en liten kavitet (hohlraum) med en pellet gjord av deuterium och tritium. I kaviteten skapades röntgenstrålar som tryckte ihop pelleten så att man fick igång en självgående fusion under någon miljarddels sekund. Här omvandlades ca delar av bränslet till He, neutroner och energi, totalt frigjordes 3.15 MJ. På det sättet är det en framgång, men hur för detta oss närmare kommersiell Fusionsenergi?

Det första man måste tänka på att man räknar med energin in i systemet (2.05 MJ) men det krävs nästan 300 MJ in i lasrar och andra delar för att få till detta. Det gör alltså att man måste öka effektiviteten 100 gånger innan man uppnått «grid-breakeven», dvs total energi in kontra det man kan ta ut.

Även om man räknar snällt med detta så kommer det inte vara möjligt att ta ut all energi som skapas, utan det kommer finnas förluster innan man kan få ut brukbar energi i form av elektricitet eller värme. Här kan verkningsgraden bli mindre än 50% (snällt räknat då <10% är troligare). Den teknologin är inte fullt utvecklad än och där har mycket arbete gjords vi JET och ITER där man vill skapa fusion med «magnetic confinement». Detta finns inte vid NIF, vilket förklaras av syftet att upprätthålla USAs kärnvapenarsenal.

Nästa är att lasrarna som man använder inte kan avfyras oftare än 1-2 gånger i veckan. För energiproduktion måste man troligen göra detta flera gånger per sekund. Vilket är ett mycket stort stag att ta. Som det är nu måste lasrarna och den optiska utrustning justeras om efter varje «skott» i tillägg till att optiken kan skadas vid varje «skott» och måste då bytas ut.

Kaviteten (hohlraum) som brukas måste göras med mycket hög precision då fel i storleken av en bakterie kan göra att det inte går att få till fusion. Varje av dessa kostar fler hundratusen dollar och flera månader på att utvecklas och konstrueras.

Så var det ett genombrott? För fusionsforskningen, ja. För energiproduktion med fusion, nej. Man har fått större förståelse för processerna men det är knappast ett steg mot energiproduktion, det är för många och stora problem som måste lösas först. Det stora genombrottet behövs inom «magnetic confinement» där man skall kunna ha en gående fusion över tid istället för under korta ögonblick. Så den tidskonstant som var aktuell när jag läste fysik på 1980-talet är troligen fortfarande sann; Om 30 år har vi kommersiell fusionsenergi. Det dröjer fortfarande 30 år….

Kategorier
Fysik Kemi The light side Uncategorized

Mina Grundämnen – Nitrogen

Nitrogen, främst i sin flytande form är den form som jag använt mest. Då den har en temperatur på 77 K så fungerar den bra som hjälpmedel för sorption i vacuum system. Under min tid i Göteborg hämtade jag ofta nitrogen i en 25 liters dewar. Påfyllningen gjordes i ett rum där man satte i påfyllningsröret, satte på påfyllningen och gick ut. Genom fönstren där kunde man då se hur dimma bildades när notrogenen kokade bort innan vätska fylldes och när man såg att det sprutade över gick man i och stängde av.

Vi hade en del party trick med flytande nitrogen, man kunde låta det rinna över händerna, Leidenfrost effekten skyddade, kyla ner olika föremål eller «dricka» det. Återigen så skyddar Leidenfrost men man kan inte ha mycket i munnen eller låta det komma nära tänder. En ryss brukade svälja lite för att sedan komma med ett gigantiskt rap. När man kyler ner med nitrogen, händer det en hel del roliga effekter: Blommor blir skära som glas.

Strunt är strunt och snus är snus om än i gyllne dosor.
Mer rosor i ett krus är ändock alltid rosor.

Men i Nitrogen blir det:

Strunt är strunt och snus är snus om än i gyllne dosor.
Mer rosor i ett nitrogen krus blir spruckna rosor.

En klocka i bly klingar nedkyld som en fin mässingsklocka. Men ett radergummi (viskelär) kan explodera spontant på grund av spänningar i materialet när den kyls ner.

Maskinen som kan får fram flytande nitrogen med är i princip en Stirling-motor som körs baklängs, dvs det är möjligt att bygga om en sådan till en motor, något en kollega ville prova med en rysk maskin som stod i Jyväskylä. Det intressanta med den var att det var en exakt kopia av en väst-maskin. Till och med Made in och serienumret var kopierat.

Så nitrogen är ett grundämne som förutom att finns runt oss även ett som jag har jobbat med..

Kategorier
Uncategorized

The Star of Bethlehem

Christmas is approaching and so is a rare planet conjunction, this time Jupiter and Saturn. This has caused a number of media outlets to proclaim that a similar conjunction was the origin to the story of the Star of Bethlehem, that you can read about in the gospel of Matthew.

There exists a number of explanations to this myth, a supernova, a comet or a conjunction. We can exclude a supernova as none was recorded by that time by Chinese astronomers. A comet was an ill omen and can thus be excluded. Conjunctions are plausible but have some disadvantages.

It should be noted that it is only Matthew that mentions the star and considering that it was written after70 BC it is quite possible that the story is distorted from what actually happened and written more in a then present-day context. That is, to give legitimacy to the claim, fulfilling prophecy.

But the story of the star is interesting in it self. with some interesting features of the star:

  1. It signified a birth
  2. It signified kingship
  3. It was related to the Jewish nation
  4. It rose «in the East»
  5. King Herod had not been aware of it
  6. It appeared at an exact time
  7. It endured over time

First of all, the wise men or Magi, travelled from Mesopotamia thus they must have either seen it or expecting it to happen. The travel would have taken some time, so it might still be a conjunction. But rising in the east does not mean that that it could be related to the Jewish nation. Thus we need more information.

The solution of the problem can come from social influence in the Roman empire. The society was superstitious and Rome was more or less based on it. That means the the story in Matthew could be aim at that. That is, using a argument based in astrology to convince people.

In order to examine this further we can look at the features. Since Astrology is forbidden in mosaic religion, Herod, despite his roman education, should not have had any knowledge of the inner workings of astrology.

Astrology at that time opens up for a birth of a king, and different signs in the zodiac can be attributed to different nations. In the case of the Jewish nation this would be Aries. The Birth of a King could be that Jupiter and Saturn rises before the sun and that the moon does the same and this when the sun is in Aries. If both Mars and Mercury rises after the sun even better. An occultation of Jupiter by the moon would be a bonus. But this actually happened in the possible time period 6 BC in april on the 17th.

The royal planet Jupiter also performs a retrograde motion in Aries that year also something that seems to be according to the gospel.

Considering this I am more convinced that the Star of Bethlehem had an astrological explanation rather that a planet conjunction in 7 BC involving Jupiter and Saturn. But I guess we will never know the answer.

Kategorier
Examen Lärande Uncategorized Undervisning

Flervalsfrågor och hemexamen

I dessa tider när examina inte ges i salar utan har gett som hemexamen har det dykt upp en debatt om fusk. Här har många blivit förvånade över att det förkommit samarbete mellan studenter och kallar hemexamen en katastrof eller något sådant. Men låt oss titta närmare på problematiken.

Jag har flera gånger haft kurser där examinationen varit en hemexamen. Men den examen har då varit designad till att vara en hemexamen och där jag räknat med att studenter har samarbetat. Med andra ord jag har designat examen på så sätt att det blir svårare att samarbeta.

Det första är att låta examen vara över längre tid minst 6 timmar och i vissa fall 24 timmar, allt efter kursens innehåll. Alla uppgifter skall besvaras genom långa svar (fritext) med motiveringar. Dessa kan vara korta men det är mycket svårt att kopiera korta svar utan att det upptäcks. Även skillnader i numeriska värden i uppgifterna är ett enkelt sätt, detta kräver dock att man har en algoritm som gör det enkelt att få fram svaren. Ofta så ingår även en mer öppen uppgift där studenterna själva skall anta ett visst värde, sannolikheten för att två skall välja exakt samma är liten. Just öppna uppgifter där man ligger på en högre nivå i Bloom’s taxonomi är mycket lämpliga i en hemexamen. Detta kräver dock mer arbete när man rättar men ger en bättre bild av vad studenten kan än andra uppgifter.

Det som dock är förbjudet i en hemexamen är flervalsfrågor. Detta av flera skäl. 1. man testar på en låg nivå i Bloom’s taxonomi. 2. Det är omöjligt att se hur studenten tänker. 3. Det går inte att se om det förekommit samarbete eller direkt kopiering.
Om man framhärdar i att behålla flervalsfrågor och försöker hindra samarbete så får det andra effekter.

Man ökar antalet frågor så att studenter inte hinner samarbeta => om studenterna inte hinner med ger man ett incitament till att samarbeta. Något som är kontraproduktivt.

Man ökar svårighetsgraden för att hindra samarbete=>om studenterna måste jobba mer och inte hinner med ger man ett incitament till att samarbeta.

Frågor och svarsalternativ blandas om=> detta genomskådas lätt och hindrar inte samarbete. Dock kommer en variation i ordningen av svarsalternativ göra att det tar längre tid att lästa uppgiften.

Flervalsfrågor är därför ett dåligt alternativ på hemexamen och borde inte få förekomma. Det är bättre att låta studenterna bara ge ett kort svar.

Men om vi undantar samarbete från diskussionen, kan flervalsfrågor (med hjälpmedel) påverka resultaten? Svaret är ja. Flervalsfrågor ger automatiskt fler godkända än frisvar genom att man kan gissa, dvs gränsen för godkänt sänks i praktiken, samtidigt som högre betyg påverkas mycket lite. Detta blir relativt oberoende på svårighetsgraden. Men här är det viktigt att veta att studenterna har tillgång till alla hjälpmedel, också gamla examina som om man inte är mycket noggrann vid examenskonstruktionen kommer vara till stor hjälp.

Väljer man att bara ha godkänd/icke godkänd kommer många att göra så mycket som de tror de behöver och troligen inte mer, så poängfördelningen kommer inte att kunna ge speciellt mycket information heller.

Så var ligger problemet? I alla fall inte enbart hos studenterna.

Kategorier
Uncategorized

«Emergency Remote Teaching» och «Online Learning»

I samband med COVID-19 pandemin ställdes skolor och universitet inför faktum att normal undervisning inte kunde genomföras på grund av hälsomässiga orsaker. Detta gjorde att nästan över en natt måste alla kurser ges «online» eller digitalt.

Att flytta undervisningen «online» kan öka flexibilitetet hos undervisning och lärande både med avseende på plats och tidpunkt. Men den hastighet i förändringen är helt unik. Det har funnit support för de undervisare som önskat att inför mer digitalisering i sina kurser men det är rört sig om ett fåtal och med ordentligt med tid för förberedelser. Något som inte varit fallet nu utan undervisare har kastats in i en situation där man måste vara till hälften undervisare, hälften IT-tekniker och hälften MacGyver, detta ger upphov till smarta lösningar för vissa men samtidigt en otroligt stressande situation.

Hur den rådande situationen kommer att påverka studenter och undervisare på längre sikt är oklart och det kommer troligen ta år innan vi vet hur detta påverkade studenter. För undervisare är situationen en annan, här ser vi möjligheten till en ökad positiv hållning till digitaliseringen, men samtidigt en risk att redan negativa hållningar förstärks.

Det som ligger till grund för detta är frestelsen att jämför ordinär undervisning med «online» undervisningen under rådande omständigheter. Detta är olyckligt av flera orsaker, bland annat genom polititisering. Det har blivit ett uttalat politiskt mål att undervisningen skall digitaliseras, samtidigt som detta kan brukas på olika sätt och motiveras av olika grunder.

Online undervisning anses av många som varande av lägre kvalitet än ordinär undervisning, trots att detta inte har stöd i forskningen. Och en snabb oförberedd övergång till online kan befästa detta. Men en sådan jämförelse är djupt orättvis då en övergång till online undervisning aldrig gjorts på detta sätt förut och utan att kunna förbereda och utnyttja alla möjligheter på ett optimalt sätt.

Det vi har nu är en ny situation och vi kan egentligen inte använda de benämningar som finns inom Undervisningsteknologin (educational technology) som tagit fram: «distance learning»,»distributed learning», «blended learning», «online learning», «mobile learning» och så vidare. Den förståelse av skillnaderna mellan dessa har egentligen inte nått utanför en begränsad krets av forskare och pedagogiska utvecklare. Så för att kunna föra utvecklingen vidare behöver man hitta en benämning för det som sker nu och som kan användas för att skillja den från andra.

Debatter på sociala medier har gett en passande benämning: emergency remote teaching. (ERT)

Även om man kan se detta som hårklyverier så behövs denna för att kunna skilja det som sker nu från hög-kvalitativ online lärande. Här lägger man emfas på att det rör sig om undervisning och lärande. Då det som sker nu är baserat på att undervisaren ändrar undervisningen i form av hur den levereras.

Online utbildning är något som studerats i flera årtionden och har gett ett system för hur den skall genomföras. Vi vet att den mest effektiva online lärandet kommer genom en noggrann instruktionsdesign och planering genom bruk av en systematisk modell för design och utveckling [ Robert M. Branch and Tonia A. Dousay, «Survey of Instructional Design Models,» Association for Educational Communications and Technology (AECT), 2015. ] Det är detta som ger goda resultat och som saknas i dessa snabba förändringar.

En sammanfattning av dessa kan man hitta i Learning Online: What Research Tells Us about Whether, When and How [ Barbara Means, Marianne Bakia, and Robert Murphy, Learning Online: What Research Tells Us about Whether, When and How (New York: Routledge, 2014). ]  

De som byggt upp online utbildning tidigare kan intyga att effektiv online läring handlar mycket om att skapa en läringsgemenskap och ger stöd inte bara genom instruktioner utan genom ett medägarskap och socialt stöd. Detta kan jämföras med det nätverk/stöd som finns för ordinär campus undervisning, socialt, formellt och informelt. Det handlar om att skapa ett lärande eko-system online som tar tid att identifiera och bygga. Så jämfört med vanlig undervisning så kan det se lätt ut att lägga det online, med det är ingen robust online läring då det omgivande ekosystemet inte finns.

Ser man till tiden det tar att utveckla (planering, förberedelser och utveckling) en online kurs så tar det mellan 6 och 12 månader innan kursen ges, och det tar 2 eller 3 itarationer innan man optimerat kursen. Det är omöjligt att göra detta på några dagar, även om det finns support.

Så fakta är mycket av det som erbjuds nu inte är optimerat. Samtidigt som man måste inse att alla gör det bästa de kan i rådande situation.
Men vi måste göra distiktionen att detta inte är den normala effektiva online utbildning som vi ägna oss åt utan att det är «emergency remote teaching» (ERT) och ingeting annat.

Den snabba insatsen med ERT kan ge en minskning i kvalitén på kurserna som ges. Detta speciellt när man jämför med tiden det tar att utveckla en (online) kurs. Den direkta motsägelsen att få detta gjort och den tid det tar att göra detta optimalt är något vi måste acceptera . Men det får inte misstas för en permanent lösning utan måste accepteras som en «nödinsats».

Detta gäller framför allt tillgången och kvalitén till läringsresurser, men även universell utformning av dessa. Universell utformning av läringsresurser skall fokusera på designen av läringsmiljön så att den är flexibel, inkluderande och student centrerad, så att alla studenter kan få tillgång till och lära sig från kursmaterialet, aktiviteter och uppgifter.

Evaluering av Emergency Remote Teaching

För att vi skall kunna dra ordentliga slutsatser om effekterna av situationen är det viktigt att det sker en evaluering. Men frågan bli vad är det som skall evalueras, eller vad är det som inte skall evalueras. Här måste vi vara på det klara att en direkt jämförelse mellan ordinarie undervisning med en online version inte är meningsfull. Denna typ av medie-jämförelser ger egentligen inget av värde.

För det första så är mediet endast ett sätt att presentera information, och inget medium är automatiskt bättre eller sämre på detta. För det andra så måste vi förstå hur personer använder olika medium för att kunna designa studier på ett effektivt sätt. Slutgiltigheten så finns det för många andra variabler som gör att det är svårt att få en större validitet i studierna.

Man bör då titta på andra typer av evaluering. Utfallet av distans undervisning beror på hur man definierar en succé. Här är det utfallet alltså hur mycket studenterna har lärt sig som är viktigt. Det handlar för universiteten om hur väl studenterna uppnått den kunskap och färdigheter som önskas och då i förhållande till kursplanerna. För studenterna är även detta viktigt, men här kommer även det de uppfattar som möjligheter till att lära sig så bra som möjligt in. Här kommer även attityderna till online undervisning att påverka hur man uppfattar det som menas med succé.

För distans-undervisning så har vi en helt annan tidsskala att arbeta med där man kan se effekter av hela utbildningar(kurser), medan i den rådande situationen har vi bara delar av kurser. Detta gör att vilka resultat vi får nu inte säger speciellt mycket om vare sig online-undervisning eller design av online kurser.

Detta gör att de rekommendationer som finns för väl-designade distans eller online undervisning inte kan brukas direkt. Detta medför att vi måste göra evalueringar som spänner över större frågeställningar.

När det gäller ERT så bör evalueringen vara med fokuserad på kontexten, input och processen än på själva lärandet. Detta betyder inte att man inte skall evaluera lärandet utan det är viktigare att titta på övergången. Detta kan man se genom att många kurser har gått från bokstavsbetyg till godkänd/icke godkänd.

De frågor som bör besvaras är till exempel:

  • Fanns det nödvändiga interna och externa resurser för en övergång till digital undervisning? Vilka aspekter var viktiga för en effektiv övergång? (Kontext)
  • Hur påverkade universitetets information till studenter och personal den upplevda lyhördheten för övergången till ERT?(kontext)
  • Var teknikinfrastrukturen tillräcklig för att hantera behoven?(input)
  • Hade campus support tillräcklig kapacitet för att hantera ERT-behoven?(input)
  • Var den pågående pedagogiska utvecklingen tillräcklig för att möjliggöra ERT? Hur kan vi förbättra möjligheterna för akuta och flexibla inlärningskrav relaterade till alternativa metoder för undervisning och lärande?(input)
  • Vad kämpade fakulteten, studenter, supportpersonal och administratörer mest med under ERT? Hur kan vi anpassa våra processer för att svara på sådana utmaningar i framtiden? (process)
  • Hur kan feedback från elever, fakultet och campus supportteam brukas för eventuellt framtida ERT-behov?

När det gäller kursutvärderingar är det viktigt att ta hänsyn till den speciella situationen och fokusera mer på processer än innehåll och undervisaren.

Situationer som vi hamnat i är speciell och förhoppningsvis snart bara ett obehagligt minne. Men det är viktigt att ta lärdom av detta och fundera mer på hur vi undervisar och hur vi skapar det sociala nät som omger både ordinär campus-undervisning och distans-undervisning. Det är viktigt att det är mycket mer än bara föreläsningar och övningar utan en avancerad social struktur som skall läggas online och detta är inte lätt.

Kategorier
Experiment Fysik Kemi The light side Uncategorized

Mina Grundämnen – Beryllium

Beryllium är ett av de grundämnen som inte borde finnas, den stabila isotopen Be-9 kan inte bildas genom fusion och Be-8 skulle bestå av två alfa, vilket inte är en partikel-stabil isotop, kan inte bildas. Beryllium kan vi dock få genom att tyngre kärnor genomgår fotodissociation.

Men samtidigt är det bra då beryllium är mycket giftigt för oss. Men samtidigt har det en rad mycket bra egenskaper, lätt, starkt och leder värme mycket bra, vilket gör att det används inom rymdindustrin (med ordentliga säkerhetsföreskrifter). Men vi kan hitta beryllium i ex. golfklubbor (beryllium-brons) vilket gör att en golfklubba kan innehålla tillräckligt mycket för att ta livet av en mellanstor stad.

Det är inte bara beryllium utan även berylliumoxid har bra värmeledningsegenskaper, samtidigt som det är en isolator. Detta gjode att BeO användes som isolationsplattor för högeffek-transistorer i ex. gas-lasrar. Man kunde också hitta BeO i laserrör hos vissa tillverkare. Numera är wolfram det som är vanligast även om BeO förkommer.

Beryllium har i tillägg en intressant position i periodesystemet som gör det intressant får beräkningar av atomstrukturen. Men samtidigt är det en metall med hög smältpunkt varför det saknades experimentella data under 1980-talet. Det var vid den tiden jag började titta på möjligheten att få en atomstråle av Be med en population av meta-stabila (långlivade tillstånd) som har låg sannolikhet att deexiteras till grundtillståndet. Test av andra metaller med hög smältpunkt visade att det var möjligt att få en stråle. Populationen kunde ökas genom en urladdning i strålen. Så i princip var det möjligt. Problemet som kvarstod var att få till en laser i ultraviolett. Detta var ett problem som då inte var löst, det är det idag, så lösningen var att exitera med pulsade lasrar och använda rf för att studera tillstånden.

Planen var att använda en smalfrekvent kontinuerlig laser och använda den som oscillator (seed) i en pulsad förstärkare. Vi hade tillgång till pulsade lasrar som kunde pumpa förstärkaren, men var tvungna att se om det skulle gå att få till. En gammal blixlamps pumpad färgämneslaser användes för ett första test. Vi såg en liten förstärkning i en uppställning som var långt i från optimal, så det såg ut att vara möjligt.

Vi designade en ny uppställning och skaffade uppgifter om kostnaden. Totalt ca350000 kr i den dagens penningvärde och skrev en ansökan till NFR (forskningsrådet) vilket var inom den angivna ramen. Problemet var att beloppet var stort och skulle behandlas av FRN istället, med de hade en undre gräns på 500000kr. Så ansökan som kom högt upp på rangeringen hamnade utanför på grund av beloppet.

Vad hände sedan? Grupp en förlorade några medlemmar och andra satsade på andra projekt, så det kom ingen uppföljning nästa år och projeket dog ut…

Så beryllium är lite speciellt för mig då jag har haft bruk för det samtidigt som det är en påminnelse av ett projekt som aldrig blev..

Kategorier
Experiment Fysik Historia Kemi The light side Uncategorized

Mina grundämnen-Väte/hydrogen

Väte är det lättaste grundämnet och består i sin enklaste form av en proton och en elektron. Det förekommer i tre olika isoptoper som har fått egna namn, Deuterium och Tritium (efter 2 och 3). Namnet Väte fick det då Ekeberg(1795) inte hittade ett bättre svenskt namn för hydrogenium (vattenbildare) som är det engelska namnet, Wasserstoff på tyska. Så på ett sätt är det en slump att Svenska (och Finska, Vety) avviker till viss del från andra språk.

Väte är det vanligaste grundämnet i universum och kan observeras på himlen, både med optiska teleskop (Balmer alfa- linjen i rött) och med radioteleskop (7 cm linjen).

Som atomfysiker är väte-spektret en av de första som man träffar på. Det är relativt enkelt att både studera och analysera. Samtidigt så används vätets olika spektrallinjer inom ex. astrofysiken. Men samtidigt är väte intressant för olika typer av precisionsmätningar. Att mäta vätespektret med hög precision var under min studietid något som genomfördes på de främsta laboratorierna. Och nya mer precisa värden av ex. Rydbergskonstanten kom med jämna mellanrum allt medan nya spektroskopska tekniker utvecklades. Även idag så finns ett stort intresse men då när det gäller mätningar på Anti-väte (en antiproton och positron) för att se om det finns någong skillnad mellan materia och anti-materia.

För min del så var vätespektret en av laboration som jag handledde som doktorand under flera år vid CTH. Den utrustning som vi hade där (en prisma spektrometer) hade inte den bästa upplösningen, men det finns idag relativt billiga spektrometrar där det är möjligt att se isotopskiftet mellan väte och deuterium.

Men det är inte bara inom atomfysik man kan utnyttja väte. Deuterium och protoner är ganska bra projektiler i kärnfysik experiment. I tillägg kan man detektera väte med radioteleskop, vilka idag är tillgängliga för amatörer. Så det finns en ganska stor potential i undervisningen.

Även om jag inte direkt jobbat med väte i forskningen, så är det ett grundämne som är där och som vi fortfarande utforskat fullt ut. Man har kanske observerat metallist väte nu. Men det behöver bekräftas, så historien är inte slut än.