Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen
Sekulär jämvikt i en radioaktiv sönderfallskedja
Fråga:
Sönderfallskedjan som startar med U(234) har nuklider med halveringstiden 250 000 år, 75 000 år, 1600 år och ca 4 dagar. Varje sönderfall i kedjan har ett alfasönderfall med karaktäristisk energi. Ett prov som var rent U(234) för 1 miljon år sedan inehåller alla dessa sönderfall. Vilket av sönderfallen har den största aktiviteten?
/rickard f, Hersby, Lidingö 2003-10-23
Sönderfallskedjan som startar med U(234) har nuklider med halveringstiden 250 000 år, 75 000 år, 1600 år och ca 4 dagar. Varje sönderfall i kedjan har ett alfasönderfall med karaktäristisk energi. Ett prov som var rent U(234) för 1 miljon år sedan inehåller alla dessa sönderfall. Vilket av sönderfallen har den största aktiviteten?
/rickard f, Hersby, Lidingö 2003-10-23
Svar:
Skall det vara en trickfråga? Under förutsättningarna är kedjan i s.k. sekulär jämvikt, och alla sönderfall har samma aktivitet.
Tillägg: Rickard trodde inte utan vidare på svaret :-), så vi får reda ut problemet ordentligt! Det finns en sönderfallskalkylator på Universal Decay Calculator
. Om vi räknar på serien från U-234 vid tiden 1 miljon år så får vi:
Tittar vi på aktiviterna med början från U-238 (som har den mycket långa halveringstiden 4.5109 år), så får vi efter 10 miljoner år:
Det senare exemplet uppvisar den klassiska sekulära jämvikten och alla aktiviteter är lika. Varför fungerar det inte om vi börjar på U-234? Jo, halveringstiderna 250000 år och 75000 år är alltför lika. Förutsättningen för sekulär jämvikt är att den första halveringstiden är MYCKET längre än de övriga. Det gäller inte här, och vi har i stället vad som kallas transient jämvikt (se Arya, Fundamentals of Nuclear Physics, Allyn and Bacon Inc 1966).
/Peter E 2003-10-24
Skall det vara en trickfråga? Under förutsättningarna är kedjan i s.k. sekulär jämvikt, och alla sönderfall har samma aktivitet.
Tillägg: Rickard trodde inte utan vidare på svaret :-), så vi får reda ut problemet ordentligt! Det finns en sönderfallskalkylator på Universal Decay Calculator
. Om vi räknar på serien från U-234 vid tiden 1 miljon år så får vi:
Activities after 1e6 a:
-------------------------
U-234: 587.2 Bq
Th-230: 855.3 Bq
Ra-226: 861.0 Bq
Rn-222: 861.0 Bq
Po-218: 861.0 Bq
Pb-214: 860.8 Bq
Bi-214: 860.8 Bq
Po-214: 860.6 Bq
Pb-210: 860.7 Bq
Bi-210: 860.7 Bq
Po-210: 860.7 Bq
Tittar vi på aktiviterna med början från U-238 (som har den mycket långa halveringstiden 4.5109 år), så får vi efter 10 miljoner år:
Activities after 1e7 a:
-------------------------
U-238: 9.984e3 Bq
Th-234: 9.984e3 Bq
Pa-234m: 9.984e3 Bq
U-234: 9.969e3 Bq
Th-230: 9.969e3 Bq
Ra-226: 9.969e3 Bq
Rn-222: 9.969e3 Bq
Po-218: 9.969e3 Bq
Pb-214: 9.967e3 Bq
Bi-214: 9.967e3 Bq
Po-214: 9.965e3 Bq
Pb-210: 9.965e3 Bq
Bi-210: 9.965e3 Bq
Po-210: 9.965e3 Bq
Det senare exemplet uppvisar den klassiska sekulära jämvikten och alla aktiviteter är lika. Varför fungerar det inte om vi börjar på U-234? Jo, halveringstiderna 250000 år och 75000 år är alltför lika. Förutsättningen för sekulär jämvikt är att den första halveringstiden är MYCKET längre än de övriga. Det gäller inte här, och vi har i stället vad som kallas transient jämvikt (se Arya, Fundamentals of Nuclear Physics, Allyn and Bacon Inc 1966).
/Peter E 2003-10-24
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar