activiteit van Pu 240 en Pu 241

sander stelde deze vraag op 30 april 2007 om 09:51.
De isotopen Pu-240 en Pu 241 zijn beiden radioactief. De halfwaardetijd van Pu-240 is 24000 jaar en de halfwaardetijd van Pu-241 is 14 jaar. Beiden isotopen zijn alfastralers.

Men neemt van beide stoffen een even grote hoeveelheid. De ene isotoop zendt nu meer alfa deeltjes uit dan de ander.

a     Welke isotoop is dat? Leg uit

b     Welke isotoop zendt na 100 jaar per seconde de meeste   
       deeltjes uit. Leg uit.

 

Ik wil zeker weten of mijn antwoord hieronder goed is.

a    Er is van beide stoffen evenveel. Er zijn in totaal dus van beide stoffen evenveel kernen die kunnen vervallen. Pu 241 doet dat in een veel kortere tijd dan Pu 240. Pu 241 zal in het begin dus veel meer deeltjes uitzenden, maar ze zijn dan ook sneller allemaal vervallen. Dit komt ook overeen met het antwoord op vraag b.

b    Het antwoord op b is waarschijnlijk: 100% x 0,5 ^ (100/halfwaardetijd) = activiteit, dus is na 100 jaar de activiteit van Pu 241 het kleinst en zendt Pu 240 de meeste deeltjes uit.

 

 

 

 

Reacties

sander op 30 april 2007 om 10:04
Ik heb nog even verder nagedacht, het antwoord op b is wel goed, maar de uitleg niet. Er is helemaal geen beginactiviteit gegeven. Dus kun je ook niet bij beiden 100% invullen. Het antwoord op a was al voldoende.
Jan op 30 april 2007 om 11:03

Beste Sander,

Je zult voor een antwoord op vraag b toch echt aan het rekenen moeten slaan. Er is geen beginactiviteit gegeven in absolute zin, maar die kun je prima vaststellen omdat je gelijke hoeveelheden "N(0)" van beide isotopen hebt in het begin. Als je een vergelijking opstelt waarin je beide activiteiten aan elkaar gelijkstelt komt zie je N(0) er vanzelf uitvallen, en kun je het tijdstip t berekenen waarop beide isotopen precies even radioactief zullen zijn.

Iets minder wiskundig is voor beide apart de activiteit vaststellen na 100 jaar, uitgaande van bijv. 100 000 kernen van elk in het begin.

De nodige formules vind je in BINAS tabel 35E

succes, Jan

Jaap op 30 april 2007 om 19:43

Dag Sander, Jan,
Vraag b kan met weinig rekenwerk worden opgelost, lijkt me.
Bij gelijke beginhoeveelheden N(0) is de beginactiviteit A(0) omgekeerd evenredig met de halveringstijd τ. De halveringstijd van Pu-240 is 24000/14=1714 maal zo groot als die van Pu-241. Daarom is de beginactiviteit A(0) van Pu-241 1714 maal groter dan die van Pu-240.
Omdat de halveringstijd van Pu-240 zeer veel groter is dan 100 jaar, mogen we stellen dat de activiteit van het Pu-240 in 100 jaar bij benadering constant is.
Hoe lang duurt het tot de activiteit van het Pu-241 kleiner is dan die van Pu-240? Dan moet de activiteit van Pu-241 dalen met een factor 1714. Dat duurt langer dan dalen met een factor 1024=2^10, dus meer dan 10 maal de halveringstijd, dat is 10×14=140 jaar.
Op t=100 jaar is het nog niet zover. De activiteit van het Pu-241 is dan inderdaad groter dan die van het Pu-241.
Groeten,
Jaap Koole

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft negenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)