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).

Aktivitet och halveringstid

By Jens Michelsen

Aktivitet och halveringstid

  • 436