Aktivitet och Halveringstid
Aktivitet och Halveringstid
Begrepp:
Antal nuklider (kvar) av en viss isotop:
\[N(t)= N_0\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}, \qquad N_0=\text{antal nuklider vid }t=0\]
Massa (kvar) av en viss isotop:
\[m(t) = m_0\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}, \qquad m_0=\text{massa vid }t=0\]
Aktivitet (antal sönderfall) av en viss isotop:
\[A(t)= A_0\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}, \qquad A_0=\text{antal sönderfall vid }t=0\]
\[T_{1/2}=\text{halveringstid för en viss isotop}\]
Halveringstid (visualisering)
Halveringstid (visualisering)
Räkne-exempel 1
I ett luftprov som tagits från ett hus ingår radongas. Radonkärnor är instabila och sönderfaller med en halveringstid på 3,8 dygn.
Provet analyserades tio dagar efter att provet samlats in.
Hur många procent av den ursprungliga mängden radon i luftprovet återstår då analysen görs?
\(T_{1/2}=\)3,8 dygn.
\(t=\) 10 dygn.
\(N=N_0\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}=N_0\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{10}{3,8}}=N_0\cdot 0.16\)
Svar: 16% av den ursprungliga mängden
Räkne-exempel 2
Den radioaktiva nukliden kalcium-39 har en halveringstid på 0,86 s. Vid en viss tidpunkt uppmättes aktiviteten 190 MBq från ett prov av ämnet.
Hur länge dröjer det tills aktiviteten är 4,0 MBq?
\(T_{1/2}=\)0.86 s.
\(t=\) ?.
\(A=A_0\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}\)
\(4 \cdot 10^{6} = 190 \cdot 10^{6}\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{0.86}} \qquad \Rightarrow \qquad \frac{4}{190}=\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{0.86}}\)
\(\frac{t}{0.86}=\frac{\log(4/190)}{\log(1/2)} \qquad \Rightarrow \qquad t=0.86\frac{\log(4/190)}{\log(1/2)}\approx\) 4.8 s
Svar: Det tar ca 4,8 sekunder.
1Bq (Becquerel) = 1 Sönderfall per sekund.
Räkne-exempel 3
Vid ett experiment för att bestämma halveringstiden för ett radioaktivt preparat placerades ett GM-rör intill preparatet och man antecknade antalet pulser per minut. Detta gjordes med 15 min mellanrum. Resultatet framgår i tabellen:
Pulser/min | Tidpunkt i min |
---|---|
5027 | 0 |
3590 | 15 |
2585 | 30 |
1884 | 45 |
1394 | 60 |
1051 | 75 |
812 | 90 |
645 | 105 |
523 | 120 |
Efter att preparatet avlägsnats och placerats i ett blyförklätt skåp fortsatte GM-röret registrera pulser.
Sammanlagt 2570 på en tiominutersperiod.
Bestäm bakgrundsstrålningen (i Bq).
Räkne-exempel 3
Pulser/min | Tidpunkt i min |
---|---|
5027 | 0 |
3590 | 15 |
2585 | 30 |
1884 | 45 |
1394 | 60 |
1051 | 75 |
812 | 90 |
645 | 105 |
523 | 120 |
Bestäm halveringstiden.
(OBS. Datan måste justeras genom att dra bort bakgrundsstrålningen).
Skolverkets kontextrika problem
Aktivitet och halveringstid
By Jens Michelsen
Aktivitet och halveringstid
- 439