Ero sivun ”Fysiikan oppikirja/Ydin ja ydinsäteily” versioiden välillä

Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Jni (keskustelu | muokkaukset)
Rivi 145:
===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 muutttaamuuttaa järjestyslukua yhdellä ja alfahajoaminen kahdella sekä massalukua neljällä. Tilastollisesti voidaan kuvata ja ennustaa suuren ydinjoukon käyttäytymistä (radioaktiivisuutta). Yksittäisen nuklidin hajoamisajankohtaa ei voida ennustaa.
 
Hajoamislaki: <math> ~ N = N_0 e^{- \lambda t}</math>
 
,jossa '''N''' on jäljellä olevien aktiivisten ytimien määrä, '''N<sub>0</sub>''' radioaktiivisten ytimien määrä alussa, '''&lambda;''' nuklidille ominainen hajoamisvakio ja '''t''' aika.
 
Radioaktiivisen aineen puoliintumisajalla '''T<sub>1/2</sub>''' tarkoitetaan sitä aikaa, jonka kuluessa näytteen aktiivisuus vähenee puoleen alkuperäisestä.
Rivi 162:
Keskimääräinen aktiivisuus: <math>A=-{{\triangle N} \over {\triangle t}} = \left \vert {{\triangle N} \over {\triangle t}} \right \vert </math>
 
,jossa '''&Delta;N''' on hajonneiden ytimien lukumäärä ja '''t''' kulunut aika. Yksikkö on Bq = becquerel. 1 becquerel tarkoittaa keskimäärin yhtä hajoamista sekunnissa.
 
 
<math>~ A=A(t) = \lambda N (t) = \lambda N</math>
 
,jossa '''A(t)''' on aktiivisuus hetkellä '''t''', '''&lambda;''' hajoamisvakio ja '''N''' näytteeen aktiivisten ytimien lukumäärä.
 
Hajoavien ytimien määrä vähenee hajoamislain mukaisesti, joten aktiivisuuskin pienenee vastaavasti. Saadaan aktiivisuudelle yhtälö:
Rivi 173 ⟶ 172:
<math>~A = A_0 e^{-\lambda t}</math>
 
,jossa '''A<sub>0</sub>''' on aktiivisuus alussa, '''&lambda;''' hajoamisvakio ja '''t''' aika.
 
====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 5730a5730&nbsp;a. Oletetaan että radioaktiivisen hiili-isotoopin muodostumisolosuhteet ja määrä ovat ilmakehässä pysyneet vakioina tuhansia vuosia. Eliön tai kasvin kuollessa Hiilihiili-14:sta osuus verrattuna Hiilihiili-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 sisältäeetsisältäneet elävää organismia.
 
Radiohiilen määrä on kuitenkin vaihdellut ilmakehässä kosmisen säteilyn määrän vaihtelun takia. Yli 45 &nbsp;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 &nbsp;000 vuotta vanhoja näytteitä.
 
==Ydinreaktion hyödyntäminen==