HAJOAMISLAKI, AKTIIVISUUS JA RADIOHIILIMENETELMÄ



Samankaltaiset tiedostot
XII RADIOAKTIIVISUUSMITTAUSTEN TILASTOMATEMATIIKKAA

LÄMPÖOPPIA Aineen lämpötila t aineen saaman lämpömäärän Q funktiona; t = t(q)

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 14: Yhden vapausasteen vaimeneva pakkovärähtely, harmoninen kuormitusheräte

LÄMPÖOPPIA: lämpöenergia, lämpömäärä (= lämpö Q) Aineen lämpötila t aineen saaman lämpömäärän Q funktiona; t = t(q)

Maahanmuuttajan työpolkuhanke Väliraportti

SytytysjarjestelmaDIIAPCLH2.4, LH2.4 ETS

W dt dt t J.

KOSMOLOGISIA HAVAINTOJA

Magneettisessa profiilitulkinnassa saaduista suskeptibiliteettiarvoista. käytettäessä kaksidimensionaalista levymallia.

a) Ortogonaalinen, koska kantafunktioiden energia 1

pienempää, joten vektoreiden välinen kulma voidaan aina rajoittaa välille o. Erikoisesti on

Fy06 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/6

LH9-1 Eräässä prosessissa kaasu laajenee tilavuudesta V1 = 3,00 m 3 tilavuuteen V2 = 4,00 m3. Sen paine riippuu tilavuudesta yhtälön.

ENERGIAN TUOTTAMISEN FYSIKAALINEN PERUSTA

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2007

Aineen häviämättömyyden periaate Jos lähtöaineissa on tietty määrä joitakin atomeja, reaktiotuotteissa täytyy olla sama määrä näitä atomeja.

Ratkaisut FYS02: Lämpö

VIRTAPIIRILASKUT II Tarkastellaan sinimuotoista vaihtojännitettä ja vaihtovirtaa;

2. Suoraviivainen liike

( ) N z ( RADIOAKTIIVISUUS TILASTOLLISENA ILMIÖNÄ. B.1 Radioaktiivisten ytimien hajoamislaki. P( z) =

Biologian yhteisvalinta 2014 / Mallivastaus Kysymys 1

f x dx y dy t dt f x y t dx dy dt O , (4b) . (4c) f f x = ja x (4d)

PK-YRITYKSEN ARVONMÄÄRITYS. KTT, DI TOIVO KOSKI elearning Community Ltd

ETERAN TyEL:n MUKAISEN VAKUUTUKSEN ERITYISPERUSTEET

12. ARKISIA SOVELLUKSIA

1 Excel-sovelluksen ohje

Dynaaminen optimointi ja ehdollisten vaateiden menetelmä

REKISTERINPITÄJÄN MUUTOKSET: Toimintamalli muutostilanteessa

Tuloste: Omistajien yhteystietoja

1/29/09 Petteri Huuska 1

SUORAN SAUVAN VETO TAI PURISTUS

x v1 y v2, missä x ja y ovat kokonaislukuja.

Geometrinen piirtäminen

RISTIKKO. Määritelmä:

Kuntoutuksen tulevaisuus. Seija Sukula Etuuspäällikkö

Lisämateriaalia: tilayhtälön ratkaisu, linearisointi. Matriisimuuttujan eksponenttifunktio:

2. Taloudessa käytettyjä yksinkertaisia ennustemalleja. ja tarkasteltavaa muuttujan arvoa hetkellä t kirjaimella y t

YO Fysiikka. Heikki Lehto Raimo Havukainen Jukka Maalampi Janna Leskinen. Sanoma Pro Oy Helsinki

Harjoituksia MAA5 - HARJOITUKSIA. 1. Olkoon ABCD mielivaltainen nelikulmio. Merkitse siihen vektorit. mutta molemmat puolet itseisarvojen sisällä????

K Ä Y T T Ö S U U N N I T E L M A Y H D Y S K U N T A L A U T A K U N T A

Ydin- ja hiukkasfysiikka: Harjoitus 1 Ratkaisut 1

Ongelma 1: Mistä joihinkin tehtäviin liittyvä epädeterminismi syntyy?

Excel 2013:n käyttö kirjallisen raportin, esim. työselostuksen tekemisessä

Tulityöt: järjestäminen ja suunnittelu

KÄYTTÖOPAS. Ilma vesilämpöpumppujärjestelmän sisäyksikkö ja lisävarusteet RECAIR OY EKHBRD011ADV1 EKHBRD014ADV1 EKHBRD016ADV1

DNA OY:N LAUSUNTO KUSTANNUSSUUNTAUTUNEEN HINNAN MÄÄRITTELYYN SOVELLETTAVASTA MENETELMÄSTÄ SUOMEN TELEVISIOLÄHETYSPALVELUIDEN MARKKINALLA

OPISKELIJOI- DEN TULOSTAMI- SESTA

ME-C2400 Vuorovaikutustekniikan studio

Ongelma 1: Mistä joihinkin tehtäviin liittyvä epädeterminismi syntyy?

5. Vakiokertoiminen lineaarinen normaaliryhmä

Fysiikan labra Powerlandissa

Sydän- ja verenkiertoelimistön toiminta rasituksen aikana

S Ä H K Ö - J A T I E T O T E K N I I K A N O S A S T O

KITI - kilpailu anomuksesta ajoon. Ohjeistus kilpailujen anomisesta ja muokkaamisesta KITIssä.

( ) ( ) x t. 2. Esitä kuvassa annetun signaalin x(t) yhtälö aikaalueessa. Laske signaalin Fourier-muunnos ja hahmottele amplitudispektri.

Notor Upotettava. 6

KOMISSION VALMISTELUASIAKIRJA

Laskelmia verotuksen painopisteen muuttamisen vaikutuksista dynaamisessa yleisen tasapainon mallissa

Tietoliikennesignaalit

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 18: Yhden vapausasteen pakkovärähtely, transienttikuormituksia

Ajankohtaista europarlamentista. Bioenergiapäivät Eija-Riitta Korhola, MEP

ÅLANDSBANKEN DEBENTUURILAINA 2/2010 LOPULLISET EHDOT

Tulityöt tilapäisellä tulityöpaikalla

Kuntaeläkkeiden rahoitus ja kunnalliset palvelut

Flash ActionScript osa 2

Ominaisuus- ja toimintokuvaus Idea/Kehityspankki - sovelluksesta

MAKSETUISTA ELÄKKEISTÄ ELÄKESELVITTELYÄ VARTEN ETK:LLE ANNETTAVAN ELÄKEMENOTIEDOSTON SEKÄ PERINTÄTIEDOSTON TÄYTTÖOHJE VUODELLE 2013

KÄYTTÖOPAS. -järjestelmän sisäyksikkö HXHD125A8V1B

3. Kolmiulotteisten kohteiden esitys ja mallintaminen: jatkoa

TAPULIKAUPUNGINTIEN ETELÄPUOLI JA MAATULLIN ALA-ASTEEN YMPÄRISTÖ

Suomessa tuotetun minkin- ja ketunnahan elinkaariarviointi

Rakennusosien rakennusfysikaalinen toiminta Ralf Lindberg Professori, Tampereen teknillinen yliopisto

MAB2. Kertaustehtävien ratkaisut a) α = β = o 58. b) α = 11,9872 0,9872 = 0, = 59,232 0,232 = 0, = 13,92

Radioaktiivisen säteilyn läpitunkevuus. Gammasäteilty.

2. Matemaattinen malli ja funktio 179. a) f (-2) = -2 (-2) = = -6 b) f (-2) = 2 (-2) 2 - (-2) = (-8) + 7 = = 23

Toistoleuanvedon kilpailusäännöt

Vaaratilanteet - ilmoittaminen ja hyödyntäminen

PIKAOHJE-PEBBELL 2 WATERPROOF GPS-PAIKANNUSLAITE

Ydinfysiikkaa. Tapio Hansson

Termiinikurssi tulevan spot-kurssin ennusteena

( ) ( ) 2. Esitä oheisen RC-ylipäästösuotimesta, RC-alipäästösuotimesta ja erotuspiiristä koostuvan lineaarisen järjestelmän:

Tuotannon suhdannekuvaajan menetelmäkuvaus

Kelan järjestelmä muodostaa erän apteekin yhden vuorokauden aikana lähettämistä ostoista.

Huomaa, että aika tulee ilmoittaa SI-yksikössä, eli sekunteina (1 h = 3600 s).

S FYSIIKKA IV (ES), Koulutuskeskus Dipoli, Kevät 2003, LH2. f i C C. λ 2, m 1 cos60,0 1, m 1,2 pm. λi λi

KITI - kilpailu anomuksesta ajoon. Ohjeistus kilpailujen anomisesta ja muokkaamisesta KITIssä.

5. PAINOVOIMA. Painovoima voidaan perusluonteeltaan kiteyttää seuraavaan yksinkertaiseen lauseeseen:

TKK Tietoliikennelaboratorio Seppo Saastamoinen Sivu 1/5 Konvoluution laskeminen vaihe vaiheelta

TARVITSEMASI PALVELUT PAIKASTA RIIPPUMATTA

3 SIGNAALIN SUODATUS 3.1 SYSTEEMIN VASTE AIKATASOSSA

Tee taulukko avioliiton, avoliiton ja rekisteröidyn parisuhteen eroista

i lc 12. Ö/ LS K KY: n opiskelijakysely 2014 (toukokuu) 1. O pintojen ohjaus 4,0 3,8 4,0 1 ( 5 ) L i e d o n a mma t ti - ja aiku isopisto

MoViE- sovelluksen käyttöohjeet

fissio (fuusio) Q turbiinin mekaaninen energia generaattori sähkö

Konvoluution laskeminen vaihe vaiheelta Sivu 1/5

RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN NOPEUS

Mittaustekniikan perusteet, piirianalyysin kertausta

Työnantajan koulutusvähennys. Työnantajan lisävähennys henkilöstön kouluttamisesta

Asuinrakennuksen pelastussuunnitelman malli Tähän talonyhtiön nimi ja osoite Alle voi lisätä kuvan omasta talonyhtiöstä

Rahoitusriskit ja johdannaiset Matti Estola. luento 12 Stokastisista prosesseista

Transkriptio:

HJOMISLKI, KTIIVISUUS J RDIOHIILIMENETELMÄ Radiakiivisuus arkiaa amiyimien hajamisa Radiakiivise alkuainee hajava ajan kuluessa isiksi alkuaineiksi Hajaminen vi apahua useiden välivaiheiden kaua, jihin liiyy mnesi alfaja beeasäeilyn lisäksi gammasäeilyä Lpula mudsuu pysyvä ydin Radiakiivinen hajaminen nudaaa ilasllisa lakia Radiakiivisen aineen puliinumisajalla T/2 arkieaan aikaa, jnka kuluessa pule radiakiivisisa yimisä n hajnnu Js akiivisen yimien määrä alkuhekellä ( = 0) n N, niin ajan = T /2 kuluua yimiä n jäljellä N /2 lla levassa kuvassa n esiey hajamaa levien yimien lukumäärä N ajan funkina; N = N() N0 = yimien määrä alussa ( = 0) N = yimien määrä hekellä T/2 = puliinumisaika N = N e T /2 = 2 Kun aikaväli Δ n pieni, Δ << T/2, niin hajnneiden yimien lukumäärä ΔN aikavälillä Δ n suraan verrannllinen akiivisen yimien lukumäärään N eli ΔN = - NΔ, missä verrannllisuuskerrin n nuklidille minainen hajamisvaki (yksikkö /s) 2 Vidaan siaa, eä T /2 = Tämä uls n myös aulukssa (MOL s 35 (27)) Puliinumisaikja ja radiakiivisia hajamisapja (α, β, E) n esiey aulukssa (MOL s 04-) (02-0)) RDIOKTIIVINEN HJOMISLKI vidaan esiää neljässä mudssa: ) N = N ( << T /2) 2) N = Ne 2 - T 2 /2 3) N = Ne = T/2 4) N N ( ) T /2 = 2 - missä puliinumisaika 2 T /2 =, = hajamisvaki (/s)

- hajamislain mudsa () saadaan laki (2), kun aikaväli n pieni; dn = - d ja inegridaan puliain (ea!) 2 - puliinumisaika T /2 = saadaan kaavasa (3), kun aseeaan: = T/2 ja N = N/2 (ea!) Osia, eä lausekkeesa 3) saadaan lauseke 4) KTIIVISUUS = hajamisen lukumäärä aikayksikössä; N = - akiivisuuden yksikkö n [] = s = Bq (= becquerel) - esim js näyeen akiivisuus n Bq, niin siinä apahuu keskimäärin yksi hajaminen sekunnissa - kun aikaväli Δ n pieni, niin akiivisuus = Kska N dn d dn d N e = d d = N e, niin ( ) = = Ne = N kiivisuus ajan kuluua n siis = N Olkn akiivisuus alussa = N, missä N n akiivisen yimien määrä alussa ( = 0) Tällöin saadaan siis = N = Ne = e Lausekkeessa = N, = hajamisvaki (/s) ja yimien lukumäärä vidaan laskea kahdella eri avalla: m m N = nn = N ai N = M u E lausekkeissa n = ainemäärä (ml), m = massa (g), M = mlimassa (g/ml), N = vgadrn vaki, = massaluku ja u = amimassayksikkö (ks MOL s 70 (7)) (MOL s 38-39 (30-3)) Hum! Js suheellisa amimassaa ei le aulukssa, vidaan mlimassa M aa massaluvun mukaan: M = (g/ml) kiivisuus hekellä n = e (MOL s 35 (27)) - missä = akiivisuus hekellä = akiivisuus alkuhekellä ( = 0), = 2 T /2

RDIOHIILIMENETELMÄ = radiakiivinen iänmääriys radiakiivisen hiili- ispin avulla - hiili- ispin puliinumisaika T/2 = 5730 a - muinaisen eläinen, kasvien ja esineiden iänmääriys - meneelyapa: - verraaan ukiavan näyeen -piisuua elävän rganismin - piisuueen - miaaan säeilymiarilla akiivisuude (Bq): - = elävän rganismin (kasvi/eliö) akiivisuus - = kulleen rganismin akiivisuus - laskeaan näyeen ikä, kun hiili- ispin puliinumisaika T /2 unneaan, esim lausekkeesa = T/2 ai vas - e lauseke vidaan jhaa akiivisuuden lausekkeesa esim seuraavasi: e - 2 = : = e eaan lgarimi puliain = e = e e = = : () = Sijieaan T /2 = 2 = e lausekkeeseen, jllin saadaan /2 = = = T/2 2 T /2 T 2 Nykyisin radihiiliajiukseen käyeään useimmien hiukkaskiihdyinä, jlla määrieään suraan isppien ja 2 amien lukumääräsuhde (isppisuhde) ukiavassa näyeessä 2 2

Radiakiivisen hiili- ispin syny: - ksmisen säeilyn neurni örmäävä ilmakehän yppi- isppeihin, jllin synyy radiakiivinen hiili- -isppi n n N reaki: 0 n + 7N + p Oleus: ksminen säeily vaki, jllin piisuus pysyy ilman hiilidiksidissa O 2 vakina 2 = vaki - elävä kasvi saava ilmasa vaki-suuden - isppia radihiili - eenee ravinkejun kaua vaki-suuena myös eläimiin - rganismin (kasvi/eliö) kullessa radihiilen määrä alkaa vähenyä, kun - isppi hajaa: 0 7N + -e + ν - kun radihiilen - puliinumisaika unneaan (T /2 = 5730 a), saadaan ukiavan näyeen ikä selville veraamalla havaiua akiivisuua vasaavaan elävän kudksen akiivisuueen eliön kulinheki vidaan näin määriää hiili- ispin akiivisuuden peruseella (ks YO-S07-9, YO-S92-9) - vasaavasi piempien aikjen määriys (esim kalliperän ikä) vidaan määriää 40 K- ja 238 U isppien avulla 238 U: T /2 = 4,48 0 9 a ja 40 K: T /2 =,28 0 9 a (Vr YO-K89-9, YO-K84-8)

TEHTÄVIÄ: ) Tsernbylin ydinvimalannemuuden apahuessa 2498 reakrisydämeen li keryny uraanin halkeamisueina mm nin 00 kg cesiumin isppia 37 s ja 5 kg isppia 34 s Onnemuuden seurauksena kummankin ispin kknaismääräsä 3 % pääsi ilmakehään ja levisi pääasiassa eri pulille Eurppaa Laske 37 s- ja 34 s pääsöjen kknaisakiivisuude pääsöhekellä ja änään 37 s:n puliinumisaika n 30,2 a ja 34 s:n 2, a (YO-K9-7) 2) Hiilidiksidin mukana juuu elävään rganismiin ksmisen säeilyn synnyämää radiakiivisa isppia, jnka puliinumisaika n 5730 a -yimien ja 2 sabiilien -yimien lukumäärien suhde n elävässä rganismissa vaki Organismin kullessa sen hiilidiksidin saani lppuu ja - piisuus alkaa väheä hajamisen vuksi a) Täydennä asiaan liiyvä reakiyhälö: N + n 7 + - + e + ν b) Eläväsä rganismisa eu hiilinäye, jnka massa n,0 g, läheää β - -hiukkasa minuuissa ja ukiava,0 g näye 2 β - -hiukkasa minuuissa Laske näyeen ikä c) Kuinka paljn (%) radiakiivisen aineen yimisä n jäljellä kuuden puliinumisajan jälkeen? (2ab: YO-K83-8) 3) Susa löyyneessä suksenpalassa li beea-akiivisen hiili-ispin ja pysyvän ispin 2 määrien suhde neljässa ureen näyeen vasaavasa isppisuheesa kiivisen ispin puliinumisaika n 5730 vua Kuinka vanha suksenpala li? Mihin leamuksiin vasauksesi perusuu? (HY fysiikan valinake 94, 4) 4) a) Radihiiliajiuksen periaae (- meneelmä) b) Nykyisin radihiiliajiukseen käyeään useimmien hiukkakiihdyinä, jlla määrieään suraan isppien ja 2 amien lukumääräsuhde (isppisuhde) ukiavassa näyeessä Vunna 99 Tirlisa löydeyn muumin Jäämies Özin radihiiliajius ani isppisuheeksi,7 0-3 Mikä lisi muumin ikä ämän iedn peruseella, kun vasaava isppisuhde esimerkiksi elävässä puussa n,2 0-2? (YO-S07-9) 5) rkelgisesa löydösä eun,0 g massaisen hiilinäyeen akiivisuudeksi miaaan (7500 ± 90)/d (hajamisa/vrk) Laske näyeen ikä virherajineen, kun ureesa puusa saadun,0 g hiilinäyeen keskimääräinen akiivisuus n 20200 /d Radihiilen puliinumisaika n 5730 a (YO-S92-9b)

) Erään erian mukaan aurinkkunamme n saanu alkunsa supernvaräjähdyksesä Oleeaan, eä supernvassa li uraani-isppeja 235 U ja 238 U yhä runsaasi Nykyisin suheellise runsaude maan päällä va 0,72 % ( 235 U) ja 99,3 % ( 238 U) Laske ämän peruseella aurinkkunnan ikä, kun 235 U-ispin puliinumisaika n 7,04 0 8 a ja 238 U-ispin 4,47 0 9 a (YO-K89-9) 7) Radiakiivinen isppi 238 U hajaa välivaiheiden kaua sabiiliksi ispiksi 20 Pb, jllin puliinumisaika n 4,47 0 9 a Kuusa uu kivinäye sisälää näiä isppeja suheessa N Pb : N U = 0,333 Laske näyeen ikä leaen, eä kk 20 Pb-määrä n synyny 238 U:n hajamisen ulksena (YO-K84-8) Vasaukse: ) Pääsöhekellä (2498): 4,2 0 Bq ( 37 s) 3, 0 Bq ( 34 s) Tänään (204205): 2,2 0 Bq ( 37 s) 3,0 0 2 Bq ( 34 s) 2) a) p ( = H ) ja N 7 b) 300 a c), % 3) Nin 500 a 4) Ks YO-S07-9, YO-S92a 5) (8200 ± 00) a ) 5,9 0 9 a 7),85 0 9 a