Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 7 frågor/svar hittade Materiens innersta-Atomer-Kärnor [20113] Ursprunglig fråga: Svar: Nedanstående bild från Cloud_chamber visar flera olika spår av partiklar, se bildtexten. I länk 1 finns en intressant bild som innehåller dubbla V-formade a-spår. Det är 220Rn (från sönderfallskedjan 232Th, se fråga 13744 ) som sönderfaller till 216Po. 216Po är mycket kortlivat (0.14 s), så dotterkärnan sönderfaller innan den hunnit flytta på sig. Om man tittar noga kan man se att det är en liten fördröjning mellan spåren. Nyckelord: radioaktivitet, sönderfallskedja [7]; dimkammare [2]; 1 https://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_chamber#/media/File:Radon220_decay_in_a_cloud_chamber.jpg Materiens innersta-Atomer-Kärnor [19968] Ursprunglig fråga: 1. Emitteras det Beta-minus eller Beta-plus- partiklar från fissionsfragmenten vid en fission? Varför? 2. Naturlig radioaktivitet kan innebära utsändning av alfa-partiklar men aldrig vätekärnor, varför? 3. Vad innebär sekulär jämvikt och hur kommer det sig att aktiviteten är densamma för alla sönderfall i en sönderfallskedja? Svar: 2 Se fråga 15065 . 3 Sekulär jämvikt i radioaktivt sönderfall är en situation där mängden av en radioaktiv isotop förblir konstant eftersom produktionstakten (t.ex. på grund av sönderfallet av en långlivad moderisotop) är lika med dess avklingningshastighet. Sekulär jämvikt kan bara ske i en sönderfallskedja om halveringstiden för dotternukliden B är mycket kortare än halveringstiden för modernukliden A. Mängden radionuklid B byggs upp tills antalet B-atomer som sönderfaller per tidsenhet blir lika med antalet som produceras per tidsenhet. Mängden radionuklid B når sedan en konstant jämviktsvärde, se nedanstående figur. Se även fråga 12858 och 12335 . Nyckelord: radioaktivitet, sönderfallskedja [7]; Materiens innersta-Atomer-Kärnor [19552] Svar: Det finns tre naturligt förekommande sönderfallskedjor med a/b-sönderfall, se fråga 13744 och Decay_chain#Actinide_alpha_decay_chains . Fission av tunga ämnen ger upphov till kärnor som har ett överskott av neutroner. Dessa kärnor sönderfaller med en serie b--sönderfall, se Decay_chain#Beta_decay_chains_in_uranium_.26_plutonium_fission_products För definition av halveringstid se fråga 18336 . Nyckelord: radioaktivitet, sönderfallskedja [7]; Materiens innersta-Atomer-Kärnor [17195] Svar: Om man verkligen vill mäta på alfapartiklar från ett preparat så måste provet vara mycket tunnt (ofta i form av ett tunnt lager av preparatet på ett tunnt folie) och provet och detektorn måsta vara i en vakuumkammare. Nyckelord: radioaktivitet, sönderfallskedja [7]; 1 http://nucleardata.nuclear.lu.se/nucleardata/toi/nuclide.asp?iZA=910534 Materiens innersta-Atomer-Kärnor [13744] Ursprunglig fråga: Jag undrar hur den fysiska / kemiska processen ser ur när radondöttrar bildas. Bildas de av sig självt eller genom fotolys? Vad har radonet samt "dess döttrar" för fysiska beteckningar? Faller dessa sönder i yttligare beståndsdelar och i så fall hur osv. Svar: Alla grundämnen tyngre än helium har bildats i stjärnor genom fusion och vid slutet av stjärnans liv kastats ut i rymden. Dessa grundämnen kommer sedan ingå i materialet som bildar nästa generation stjärnor och planetsystem. Många av de nuklider (en nuklid är en kärna med ett visst antal neutroner och protoner) som bildas på detta sätt är radioaktiva, och sönderfaller med en karakteristisk halveringstid. Solsystemet är c:a 4.5 miljarder år gammalt, så endast nuklider med halveringstider av storleksordningen miljarder år kan finnas kvar i dag. De viktigaste av dessa ursprungliga radioaktiva ämnena är 40K (halveringstid 1.3 miljarder år), 235U (0.71 miljarder år), 238U (4.5 miljarder år) och 232Th (14 miljarder år), De tre tunga ämnena ovan är urspunget till tre naturligt förekommande radioaktiva kedjor med en serie a- och b--sönerfall, se nedan. U-235 serien U-238 serien Th-232 serien Sedan finns även ett antal radioaktiva ämnen som ständigt bildas av den kosmiska strålningen. De viktigaste är 14C (5730 år), tritium (3H, 12.3 år) och 7Be (53 dagar). Radon I alla tre serierna ovan finns ädelgasen radon (Rn) i sönderfallskedjan. Den med längst halveringstid är 222Rn (3.8 dagar) i U-238 kedjan. Låt oss begränsa diskussionen till denna. När serien av sönderfall kommit till 222Rn kan, eftersom Rn är en gas, den radioaktiva nukliden ge sig iväg från uran-malmen och eventuellt upp till jordytan. Om radonet kommer in i ett hus och ansamlas där kan det vara mycket farligt. En a-strålande källa är normalt inte särskilt skadlig, eftersom a-partiklarna stoppas av det yttersta hudlagret. Radon är emellertid en gas och kan komma in i lungorna. Om radonet sönderfaller där, kommer dotterkärnan och hela serien av döttrar att stanna i lungorna och ge upphov till mycket koncentrerade och skadliga strålskador. Radon-döttrarna är alltså alla nuklider som ligger efter radon i serien. Den viktigaste effekten äv denna bestrålning är cancer. Mängden radon i hus varierar mycket över Sverige. Förekomsten är i första hand beroende av husets konstruktion och förekomsten av uran i berggrunden. Gränsvärdet för bostäder i Sverige är 200 Bg/m3, se Rikt- och gränsvärden för radon . Det är svårt att uppskatta antalet cancerfall som orsakas av radonbestrålning (rökning är en mycket större orsak), men den senaste siffran jag sett är 800 personer per år i Sverige. Men, som sagt, denna siffra är mycket osäker. Nyckelord: radon [4]; naturlig radioaktivitet [3]; strålning, faror med [26]; radioaktivitet, sönderfallskedja [7]; 1 http://www.physics.isu.edu/radinf/natural.htm * Materiens innersta-Atomer-Kärnor [12858] Fråga:Hej! Jag går inte på gymnasiet längre, men jag hoppas få svar ändå, min fråga är inte så komplicerad. Aktiviteten hos en radioaktiv källa ges som
-dN/dt=lambda*N. Säg att vi har ett ämne A som sönderfaller till ett annat ämne B, som i sin tur sönderfaller till ett tredje ämne C. Om vi tittar på ämne B så får vi ju ett bidrag från A och ett sönderfall till C. För att beräkna Aktiviteten hos B, kan man bara multiplicera det slutgiltiga uttrycket för N(B) med lambdaB, eller ska man derivera uttrycket för B m.a.p. tiden? Svar: Det korta svaret på din fråga blir att aktiviteten av B är lika med N(B)*lambda(B) - ingen extra derivering behövs. En litet längre och utförligare svar kan vi också erbjuda. Vi har att göra med en sönderfallskedja, där alltså kärnan A sönderfaller till B, som i sin tur sönderfaller till C. Detta är mycket vanligt även i naturen - t.ex. bildas radon, vilkets sönderfall ju kan orsaka stora hälsoproblem, i en av de naturliga sönderfallskedjorna som startar i uran eller torium och slutar i bly. (Se bilden nedan!) Låt oss anta att vi från början bara har atomer av A närvarande: Om vi tittar på hur antalet atomer av A och B ändras med tiden får vi då (L betecknar sönderfallskonstanten lambda, som definieras som 0.693/T1/2): Som vanligt kan vi ta reda på antalet moderkärnor som finns kvar vid tiden t med hjälp av ekvationen Om vi nu antar att N(B,t) = X*exp{-L(A)*t} + Y*exp{-L(B)*t} är en bra lösning till differentialekvationen för dN(B) ovan, och samtidigt använder att N(B,t=0) = 0, får vi följande två uttryck för hur dels N(B), dels aktiviteten av B (akt(B)) ändras med tiden: Om A har en mycket längre halveringstid än B - alltså lambda(A) är mycket mindre än lambda(B) - får detta intressanta konsekvenser för N(B,t): Efter en viss tid (som naturligtvis beror på lambda(B)) kommer då lika många atomer av B att bildas per tidsenhet som de som sönderfaller. Detta kallas "sekulär jämvikt", och behandlas utförligt i svaret till fråga 12335 nedan. Bilden visar den naturliga sönderfallskedjan som startar med torium-232 och, efter en lång serie alfa- och beta-sönderfall, slutar i bly-208, inritad som funktion de inblandade kärnornas neutrontal N och protontal Z. /Margareta H Se även fråga 12335 och fråga 693Nyckelord: radioaktivitet, sönderfallskedja [7]; * 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: 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 BqDet 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 Se även fråga 5374 Nyckelord: naturlig radioaktivitet [3]; radioaktivitet, sönderfallskedja [7]; *
Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.