Geislavirkni – vandamál og lausnir
1. Samkvæmt myndinni hér að neðan er geislavirk virkni eftir 13.86 klukkustunda rotnun ...
Þekkt:
Helmingunartími (T1 /2 ) = 6.93 klukkustundir
Tímabil (t) = 13.86 klukkustundir
Óskað eftir: geislavirkri virkni
Lausn:
A = geislavirk virkni , λ = rotnunarstuðullinn, Nt = Fjöldi geislavirkra atóma eftir rotnun á ákveðnu tímabili , T1 /2 = helmingunartími
Hrörnunarstuðullinn:
Fjöldi geislavirkra atóma eftir rotnun á ákveðnu tímabili:
Geislavirk virkni:
2. Samkvæmt myndinni hér að neðan, eftir að geislavirka efnið hefur rofnað í 15 mínútur, þá er geislavirka efnið sem eftir er ...
Lausn:
N o = Upphaflegt magn geislavirkra atóma
Nt = Lokamagn geislavirkra atóma eftir rotnun á ákveðnu tímabili (t)
t = tímaskekkja
T1/2 = helmingunartími
Reiknaðu helmingunartímann:
Þekkt:
N o = 8 grömm
Nt = 2 grömm
t = 6 mínútur
Óskað er eftir: helmingunartími (T1/2)
Lausn:
Reiknaðu út hversu mikið geislavirkt efni er eftir:
Þekkt:
Upphaflegt magn geislavirkra atóma ( Nei ) = 8 grömm
Tímabil (t) = 15 mínútur
Helmingunartími (T1/2) = 3 mínútur
Óskað er eftir: geislavirka efnið sem eftir er ( Nt )
Lausn:
1. Spurning: Hvað er geislavirkni?
Svar: Geislavirkni er sjálfkrafa losun agna eða orku frá kjarna óstöðugs atóms.
2. Spurning: Nefndu þrjár algengar gerðir geislavirkrar rotnunar.
Svar: Þrjár algengu tegundirnar eru alfa (α) rotnun, beta (β) rotnun og gamma (γ) geislun.
3. Spurning: Hvað losnar við alfa-hrörnun?
Svar: Við alfa-rotnun losnar alfa-agnir sem samanstendur af tveimur róteindum og tveimur nifteindum (í raun helíum-4 kjarni).
4. Spurning: Hvernig breytist atómtala frumefnis við beta-mínus (β⁻) rotnun?
Svar: Við beta-mínus rotnun breytist nifteind í róteind og gefur frá sér rafeind í ferlinu. Þetta eykur atómtöluna um einn.
5. Spurning: Hvað er gammageislun?
Svar: Gammageislun er orkurík ljóseind sem geislar frá geislavirku atómi. Þetta er rafsegulgeislun, lík röntgengeislum en orkuríkari.
6. Spurning: Hvers vegna er gammageislun oft gefin út eftir aðrar gerðir rotnunar?
Svar: Gammageislun er oft gefin út eftir aðrar gerðir af rotnun til að losa umframorku úr örvuðum kjarna og skila honum aftur í lægra orkuástand.
7. Spurning: Hver er munurinn á helmingunartíma og rotnunarstuðli?
Svar: Helmingunartími er sá tími sem það tekur helming geislavirkra atóma í sýni að rotna, en rotnunarstuðullinn táknar líkurnar á því að eitt atóm rotni á tímaeiningu.
8. Spurning: Hvernig eru geislavirk samsætur notaðar í læknisfræði?
Svar: Geislavirk samsæta er hægt að nota í læknisfræði bæði til greiningar og meðferðar. Til dæmis er teknetín-99m notað í myndgreiningu, en joð-131 er notað við meðferð skjaldkirtilssjúkdóma.
9. Spurning: Hver er meginreglan á bak við kolefnis-14 aldursgreiningu?
Svar: Kolefnis-14 aldursgreining byggist á því að mæla hlutfall kolefnis-14 (geislavirks samsætu) og kolefnis-12 í lífrænum efnum. Þar sem kolefnis-14 brotnar niður með tímanum getur hlutfallið gefið til kynna aldur sýnisins.
10. Spurning: Hver er munurinn á kjarnaklofnun og kjarnasamruna hvað varðar kjarnahvörf?
Svar: Kjarnaklofnun er þegar þungur kjarnar klofna í tvo eða fleiri minni kjarna og orka losnar. Kjarnakjarnakjarni, hins vegar, felur í sér að tveir léttir kjarnar sameinast til að mynda þyngri kjarna og orka losnar einnig.
11. Spurning: Hvernig virkar Geiger-mælir?
Svar: Geigermælir nemur geislun með því að mæla jónunina sem myndast í Geiger-Müller röri. Þegar geislun fer í gegnum rörið jónar hún gasið inni í því og veldur mælanlegri rafúthleðslu.
12. Spurning: Hvert er hlutverk stjórnstanga í kjarnaofnum?
Svar: Stjórnstangir gleypa nifteindir og stjórna þannig hraða kjarnaklofnunarviðbragða í kjarnaofni. Með því að stilla stöðu þessara stanga er hægt að flýta fyrir viðbrögðunum, hægja á þeim eða stöðva þau alveg.
13. Spurning: Hvers vegna er blý notað sem skjöldur gegn geislun?
Svar: Blý er þétt og getur á áhrifaríkan hátt tekið í sig og stöðvað mismunandi gerðir geislavirkra útblásturs, sérstaklega gammageisla, og verndað þannig einstaklinga og búnað gegn geislun.
14. Spurning: Hvernig tengist hugtakið bindingarorka geislavirkni?
Svar: Bindingarorka er sú orka sem þarf til að sundra kjarna í róteindir og nifteindir. Í sumum tilfellum, ef endurröðun eða útgeislun agna lækkar heildarbindingarorkuna, mun kjarninn gera það, sem leiðir til geislavirkrar rotnunar.
15. Spurning: Hvaða mælieining er algeng til að mæla geislavirkni?
Svar: Becquerel (Bq) er algeng eining sem táknar einn rof á sekúndu.
16. Spurning: Hvernig tengist radón geislavirkni?
Svar: Radon er náttúrulega geislavirkt gas sem myndast við rotnun úrans. Það getur safnast fyrir í byggingum og er heilsufarsáhætta vegna geislavirkni sinnar.
17. Spurning: Hvers vegna er plútóníum-239 mikilvægt í kjarnorku?
Svar: Plútoníum-239 getur gengist undir klofnun og er notað bæði sem eldsneyti í ákveðnum gerðum kjarnaofna og við framleiðslu kjarnavopna.
18. Spurning: Hvað er nifteindavirkjun?
Svar: Virkjun nifteinda er ferlið þar sem stöðugar samsætur verða geislavirkar eftir að þær hafa fangað nifteindir. Nýja samsætan rofnar oft með því að gefa frá sér beta- eða gammageislun.
19. Spurning: Hvernig virka sporefni við rannsóknir á líffræðilegum ferlum?
Svar: Geislavirk sporefni eru samsætur sem gefa frá sér geislun og hægt er að rekja þær þegar þær ferðast um líffræðileg kerfi. Með því að fylgjast með hreyfingu þeirra geta vísindamenn rannsakað ferli eins og efnaskiptaferla eða blóðflæði.
20. Spurning: Hvers vegna eru sum frumefni geislavirkari en önnur?
Svar: Stöðugleiki kjarna í atómi er háður jafnvægi róteinda og nifteinda. Frumefni með kjarna sem er langt frá stöðugu jafnvægi þessara agna hafa tilhneigingu til að verða geislavirkari eftir því sem þau rotna til að ná stöðugra ástandi.
