Visa fråga/svar
Materiens innersta-Atomer-Kärnor [12335]
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
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:
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 4.5*109 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 ESe även fråga 5374
Nyckelord: naturlig radioaktivitet [3]; radioaktivitet, sönderfallskedja [7];
*
Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2022-05-21 17:33:39.
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora
