Ero sivun ”Fysiikan lukion oppimäärä/Aine ja säteily” versioiden välillä
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Ei muokkausyhteenvetoa |
Jni (keskustelu | muokkaukset) p →Radioaktiivisuus: kh |
||
Rivi 177:
===Radioaktiivisuus===
Radioaktiiviset aineet pyrkivät kohti '''stabiilia''' tilaa. Hajoaminen tapahtuu yleensä useamman välivaiheen kautta. Tytärydin voi siis hyvinkin olla radioaktiivinen. '''Hajoamissarjaksi''' kutsutaan radioaktiivisen nuklidin hajoamisen ketjua kohti stabiilia ydintä. Beetahajoaminen
Hajoamislaki: <math> ~ N = N_0 e^{- \lambda t}</math>
Radioaktiivisen aineen puoliintumisajalla '''T<sub>1/2</sub>''' tarkoitetaan sitä aikaa, jonka kuluessa näytteen aktiivisuus vähenee puoleen alkuperäisestä. ▼
▲Radioaktiivisen aineen puoliintumisajalla '''T<sub>1/2</sub>''' tarkoitetaan sitä aikaa, jonka kuluessa näytteen aktiivisuus vähenee puoleen alkuperäisestä. Hajoamislaista saadaan johdettua puoliintumisajalle yhtälö (johtaminen tapahtuu lähes samanlaisesti kuin puoliintumispaksuuden yhtälölle, '''N=0.5N<sub>0</sub>''', '''μ=λ''' ja '''t=T<sub>1/2</sub>''').
Puoliintumisajan yhtälö: <math> T_{1/2} = {ln2 \over \lambda}</math>
----
Radioaktiivisen kappaleen aktiivisuus ilmaisee, kuinka monta ydinsäteilyhiukkasta kappaleesta lähtee sekunnissa. Keskimääräinen aktiivisuus saadaan kun jaetaan näytteessä tapahtuvien hajoamisten määrä hajoamiseen kuluneella ajalla.
Rivi 199 ⟶ 193:
Keskimääräinen aktiivisuus: <math>A=-{{\Delta N} \over {\Delta t}} = \left \vert {{\Delta N} \over {\Delta t}} \right \vert </math>
:<math>~ A=A(t) = \lambda N (t) = \lambda N</math>
Hajoavien ytimien määrä vähenee hajoamislain mukaisesti, joten aktiivisuuskin pienenee vastaavasti. Saadaan aktiivisuudelle yhtälö:
Rivi 211 ⟶ 203:
:<math>~A = A_0 e^{-\lambda t}</math>
====Radiohiiliajoitus====
Hiilen radioaktiivista isotooppia <math>{}_6^{14}C</math> (radiohiili) käytetään arkeologisessa iänmäärityksessä. Avaruudesta tuleva (kosminen säteily) koostuu mm. neutroneista, jotka ilmakehässä törmätessään typpiytimeen voivat aiheuttaa reaktion <math>{}_7^{14}N + {}_0^1n \rightarrow {}_6^{14}C + {}_1^1p</math>. Hiili-14:sta puoliintumisaika on
Radiohiilen määrä on kuitenkin vaihdellut ilmakehässä kosmisen säteilyn määrän vaihtelun takia. Yli 45
▲Hiilen radioaktiivista isotooppia <math>{}_6^{14}C</math> (radiohiili) käytetään arkeologisessa iänmäärityksessä. Avaruudesta tuleva (kosminen säteily) koostuu mm. neutroneista, jotka ilmakehässä törmätessään typpiytimeen voivat aiheuttaa reaktion <math>{}_7^{14}N + {}_0^1n \rightarrow {}_6^{14}C + {}_1^1p</math>. Hiili-14:sta puoliintumisaika on 5730a. Oletetaan että radioaktiivisen hiili-isotoopin muodostumisolosuhteet ja määrä ovat ilmakehässä pysyneet vakioina tuhansia vuosia. Eliön tai kasvin kuollessa Hiili-14:sta osuus verrattuna Hiili-12:sta alkaa alentua reaktion <math>{}_6^{14}C \rightarrow {}_7^{14}N + {}_{-1}^{~~0}e</math> seurauksena. Puoliintumisajan perusteella voidaan laskea kuolleen näytteen ikä vertaamalla sen radiohiilipitoisuutta elävän näytteen radiohiilipitoisuuteen. Menetelmä sopii näytteisiin jotka ovat joskus sisältäeet elävää organismia.
▲Radiohiilen määrä on kuitenkin vaihdellut ilmakehässä kosmisen säteilyn määrän vaihtelun takia. Yli 45 000 vuotta vanhojen näytteiden iänmääritykseen radiohiilimenetelmä ei anna luotettavia tuloksia. Muita radioaktiivisuuteen perustuvia iänmääritysmenetelmiä on, joilla voidaan määrittää paljon vanhempia näytteitä. Uraani-torium -menetelmällä voidaan tutkia jopa yli 700 000 vuotta vanhoja näytteitä.
==Ydinreaktion hyödyntäminen==
| |||