Atom gewicht nach Zerfall

Wissenschaft Physik
#1

Hi,

ich bin schon etwas länger aus der Schule und versuche Gerade einem Schüler das Thema Kernspaltung und C14 Methode näher zu bringen. Dies gelingt mir allerdings nicht ganz, da sich bei mir selber wieder Lücken aufgetan haben.

Also als Basis finde ich folgende Seiten ganz nett:

Nun wollen wir aber folgende Art von Aufgaben angehen:

Es sei ein Radioaktiver Stoff gegeben, der vor t Zeit abgeschlossen verpackt wurde und jetzt einen Zerfall von x Bq (also Zerälle pro Sekunde) hat.
Gefragt ist nun mit bekannter Halbwertszeit nach der Menge in g, die bei Verpackung eingeschlossen wurde.
Laut Formel bekomme ich problemlos die Zerfälle pro Sekunde (Bq) bei Verschließung raus. Nur welche Berechnung benötige ich , um nun die Masse zu berechnen?

Nehmen wir z.B. Cu64. Kann ich dann ganz normal vom Cu29 die 63,546u nehmen?
Wenn ja wie bekomme ich diese dann in Einklang mit den Zerfällen/Sekunke, die ich mühsam errechnet habe?

Wäre nett, wenn mir hier Jemand auf die Sprünge helfen könnte.
Danke!

Grüße Oekel

#2

Hallo,

Laut Formel bekomme ich problemlos die Zerfälle pro Sekunde
(Bq) bei Verschließung raus. Nur welche Berechnung benötige
ich , um nun die Masse zu berechnen?

Wenn du weißt, wieviele Zerfälle es pro Sekunde zum Zeitpunkt der Verpackung waren, dann kannst du dir ja über die Halbwertszeit ausrechnen, wieviel Prozent des Stoffs in dieser einen Sekunde zerfallen.

Angenommen das sind 0,0001% des Stoffes und du weißt, dass es am Anfang 1 Mio Zerfälle pro Sekunde waren. Dann weißt du, dass 0,0001% des Stoffs 1 Mio Atomen entsprechen würden. Dann kannst du dir ja leicht in Folge ausrechnen, wieviele Atome dann 100% sind und damit kennst du dann die Gesamtzahl der Atome zu Beginn. Nun kannst du dir über das Atomgewicht oder die molare Masse ausrechnen, wieviel das alles insgesamt wiegt.

Nehmen wir z.B. Cu64. Kann ich dann ganz normal vom Cu29 die
63,546u nehmen?

Nö. Weil Cu64 ja ein anderes Isotop ist und damit eine andere Anzahl an Neutronen besitzt. Es kann doch daher nicht gleich schwer sein. Das schwerste Kupferisotop Cu-80 ist z.b. rund 50% schwerer als das leichteste Kupferisotop Cu-53.

Außerdem ist deine Schreibweise sehr verwirrend. Du schreibst sowohl Cu64 als auch Cu29, obwohl die 64 im ersten Fall die Massenzahl ist und die 29 im zweiten Fall die Ordnungszahl ist. Welches Isotop meinst du denn mit deinem Cu29 überhaupt, denn Kupfer hat zwei stabile Isotope Cu-63 und Cu-65?

Wenn du die Atommasse von einem bestimmten Isotop kennst, dann kannst du in Näherung 1u pro Neutron abziehen bzw draufrechnen, um die eines anderen Isotops des gleichen Elements abzuschätzen. Die Atommasse von Cu-64 ist übrigens 63,930u, siehe hier.

vg,
d.

#3

Hallo,

einem Schüler das Thema Kernspaltung und C14 Methode …

Darf man das so übersetzen, daß Du Dich zu diesen zwei (sehr verschiedenen) Fragen erstmal selber (wieder) schlau machen willst? mfG

#4

Hallo!
Zum zweiten Teil hat deconstruct ja schon was gesagt. Zum ersten Teil mit der C14-Methode:

Es wird angenommen, dass die Konzentration von C14 in der Luft über große Zeiträume relativ konstant ist, da es in der Atmosphäre ständig neu gebildet wird (aus N14, also einem Stickstoffisotop). Durch diese gleichbleibende Konzentration in der Luft ist auch eine gleichbleibende Konzentration von C14 in Lebewesen (und auch in Metallen, z.B. in über den Kohlenstoff in Stählen, bzw. Eisen) gegeben, da diese immer per Stoffwechsel mit ihrer Umwelt interagieren. Stirbt das Lebewesen, findet auch kein Stoffwechsel mehr ab. Die C14-Isotope zerfallen nun mit einer bekannten Halbwertszeit, somit lässt sich über das Verhältnis von C12 zu C14 zurückrechnen, wann dieses Lebewesen ungefähr gestorben ist.

MfG,
TheSedated