Radioaktivt henfald

Forsøg lavet af: Jesper Ø, Kenny, Sebastian og Jesper Karberg. Rapport lavet af: Jesper Karberg.

Afleveret d. 19. september 2001

Fysik-rapport © Studi.dk – din online lektieguide

Radioaktivt henfald

Jesper Karberg 2.w

Formål:

At bestemme halveringstiden for 137Ba*, og regne ud hvornår vores radioaktive affald er ”ufarligt” (dvs. ikke mere farligt end baggrundsstrålingen).

Teori:

Alfahenfald sker hyppigst i atomer med højt kernepartikelantal, fordi jo større kernepartikelantallet er, des større energi er der oplageret i atomet. Grunden til dette, er at der dannes en stor energi mellem protonerne, som frastøder hinanden. Hvis denne energi er for stor til at neutronerne kan holde kernen samlet ender det med at energien bliver udløst og der sker et alfahenfald. Den evt. resterende energi forlader kernen i form af gammastråling. Alfapartiklerne bliver ikke slynget mere end et par cm. fra kernen, da de er så store og tunge. Pga. deres størrelse støder de også nemt ind i andre partikler. Af samme grund har de ikke særligt nemt ved at trænge gennem faste stoffer. Alfapartiklen er en ioniserende partikel, hvilket betyder at den ikke har nogen ladning, som den kan påføre et andet atom hvis den vel og mærke rammer atomets kerne med tilstrækkelig fart. På den måde vil det ramte atom så blive til en positiv ladet ion, da en heliumkerne altid er positivt ladet og der derfor vil blive flere positivt ladet partikler end negativt ladet. Alfastrålingen består af partikler, som er opbygget af to protoner og to neutroner, hvilket er det samme som en - eller heliumkerne. Alfapartiklerne udslynges med stor energi fra atomkernerne i det radioaktive stof. Når en atomkerne udslynger en heliumkerne vil det der er tilbage være atomkernen i et ny grundstof. Når protontallet ændres bliver grundstofnummeret også ændret og der er dermed tale om et andet grundstof. Eksempel på -henfald: 226 Ra ?? 222 Rn+ 4 He ?? 88 86 2 Beta-henfald kan forekomme hvis der er for mange neutroner i en atomkerne, hvorved en neutron bliver omdannet til en proton og en elektron. Beta¯stråling (læses beta-minus-stråling) består af meget hurtige elektroner der udsendes fra en radioaktiv atomkerne med en fart på næsten 300000 km/s. Beta partiklerne udsendes i samme øjeblik de dannes. En atomkerne, der udsender en beta partikel vil så miste en neutron, men til gengæld få en proton. Når atomkernen udsender en beta partikel ændres kernepartikelantallet ikke, modsat Alfa. Beta partiklerne kan række et par meter da partiklerne er en del mindre en alfapartiklerne. Af samme grund har de også nemmere ved at trænge gennem faste stoffer. Beta partikler ionisere andre atomer på samme måde som alfapartiklerne gør. Dog vil det ramte atom altid blive en negativ ladet ion. Eksempel på -henfald: ? 137 Cs ???137 Ba + 0 e + V e ?1 55 56 Gammastråling er energirige elektromagnetiske bølger. I modsætning til alfastråler og betastråler består gammastråler ikke af partikler men derimod af energi, som atomkernen har i overskud. Gammastrålingens rækkevidde er meget stor og strålingen svækkes først mærkbart af tykke metalplader eller betonvæge. Til trods for at gammastråling ikke har nogen ladning er den stadig en ioniserende stråle. Det der sker er at når den elektromagnetiske bølge rammer et elektron bliver det slået væk fra atomet og på den måde mister atomet en negativ ladning. Atomet får derfor et overskud af positive ladninger og bliver derfor til en positivt ladet ion. Den elektromagnetiske bølge sætter sig ikke fast i atomet, men flyver videre og kan hvis den rammer et nyt atom derfor også