Messung Halbwertszeit < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:13 Mi 25.01.2006 | | Autor: | Phoney |
Hallo Leute.
Mir ist da noch eine Frage zur Halbwertszeit eingefallen.
Mit dem ![[]](/images/popup.gif) Link ) bin ich irgendwie auf den sogenannten Massenspektrographen gestossen, der wohl die Anzahl der Atome/Isotope bestimmen kann.
Angenommen ich möchte nun die Halbwertzszeit von U235 (Uran). Wie komme ich nun an ausreichend viele Uran 235 Atome? Nimmt man dann irgendwie einen "Gegenstand", der Uran 235 enthält und misst da einfach die Anzahl der Atome?
Und wie will man dann die Halbwertszeit einige Elemente bestimmen? Wenn die Halbwertszeit bei Kalium 40 1,29Mrd Jahre ist, dann ist die Halbwertszeit ja eigentlich nur eine Näherung? Wie will man so eine Halbwertszeit messen? Das können doch nur Hochrechnungen sein? Angenommen, man hat eben 100 Atome und misst nach 80 Jahren (jetzt fiktiv) dass noch 95 Atome übrig sind. Dann wartet man doch nicht mehrere Jahrhunderte darauf, dass 50 Atome noch übrig sind?
Also ich würde jetzt gerne wissen:
Wie bekommt man ausreichend viele Atome zusammen, um dann deren Halbwertszeit zu messen
Die Halbwertszeiten haben schon im extremsten Fall vielleicht so 400 Jahre abweichung (wie bei Kalium, die Halbwertszeit von 1,28MRD a wirkt irgendwie gerundet)?
Grüße Phoney
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 11:55 Do 26.01.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo phoney
Das wird ja ein ganzer Physikkurs!
> Mir ist da noch eine Frage zur Halbwertszeit eingefallen.
> Mit dem
> Link
> ) bin ich irgendwie auf den sogenannten
> Massenspektrographen gestossen, der wohl die Anzahl der
> Atome/Isotope bestimmen kann.
> Angenommen ich möchte nun die Halbwertzszeit von U235
> (Uran). Wie komme ich nun an ausreichend viele Uran 235
> Atome? Nimmt man dann irgendwie einen "Gegenstand", der
> Uran 235 enthält und misst da einfach die Anzahl der
> Atome?
Erstmal müssen die Chemiker aus der Probe das Uran abtrennen. Dann muss man ein Gas daraus machen, in dem Fall Uranfluorid.Davon wird jetzt eine kleine Menge in Ionen verwandelt, die werden im Massenspektrographen getrennt, dann weiss ich den Anteil der einzelnen U Isotope in meinem Stoff.
Jetzt muss ich soviel davon haben, dass ich in erträglicher Zeit genügend Zerfälle bekomme. Bei starken Präparaten mess ich dann kurze Zeit, bei schwachen lange Zeit. Da ich die Probe wiegen kann, und nach obigem Verfahren daraus die Zahl der Atome darin ausrechnen kann, zähl ich einfach die Anzahl der Zerfälle in der Zeit, rechne das in Zerfälle pro s um und rechne damit dann die Halbwertszeit aus. Weil ich ja di Formel [mm] N=No*e^{-\lambda*t}=No*2^{-\bruch{t}{\tau}} [/mm] kenne.
> Und wie will man dann die Halbwertszeit einige Elemente
> bestimmen? Wenn die Halbwertszeit bei Kalium 40 1,29Mrd
> Jahre ist, dann ist die Halbwertszeit ja eigentlich nur
> eine Näherung? Wie will man so eine Halbwertszeit messen?
> Das können doch nur Hochrechnungen sein? Angenommen, man
> hat eben 100 Atome und misst nach 80 Jahren (jetzt fiktiv)
> dass noch 95 Atome übrig sind. Dann wartet man doch nicht
> mehrere Jahrhunderte darauf, dass 50 Atome noch übrig
> sind?
Die Halbwertszeit ist nur ein magischer Namen, der sagt, wann theoretisch die Hälfte der Atome weg ist. Nur bei sehr kurzlebigen Atomen misst man die direkt. Nach der Halbwertszeit sind auch die Zerfälle pro s halbiert.
Aber genauso interessant ist die 99% Wertzeit, d.h. nach welcher Zeit sind noch 99% da. Mit "Halbwertszeit kann man nur schneller denken und rechnen.
Also HWZ=1Jahr, dann weiss man direkt (ohne TR) nach 4 Jahren noch 1/16.
wenn die 99% wertzeit 1 J ist, dann ist nach 4 Jahren noch [mm] 0.99^{4}=96,06% [/mm] da, und das ist schwerer im Kopf zu rechnen, aber wenn ich die 99% Zeit weiss, ist es einfach die 50% Zeit =HWZ auszurechnen und umgekehrt.
> Also ich würde jetzt gerne wissen:
> Wie bekommt man ausreichend viele Atome zusammen, um dann
> deren Halbwertszeit zu messen
> Die Halbwertszeiten haben schon im extremsten Fall
> vielleicht so 400 Jahre abweichung (wie bei Kalium, die
> Halbwertszeit von 1,28MRD a wirkt irgendwie gerundet)?
In der ganzen Physik gibt es keine "exakten" Messungen.
Wie genau ich was messe kommt immer drauf an: 1. wieviel Zeit und Geld kann ich dafür aufwenden,
2. Wie genau interessiert mich die Zahl! bei [mm] 10^{9} [/mm] Jahren sind [mm] 10^{2} [/mm] jahre als Fehler eine ungeheuer genaue Messung, der Fehler ist kleiner als ein tausendstel promill! Und genauer will mans oft nicht wissen.
bei 1000 Jahren HWZ wär 100 jahre Ungenauigkeit schon schlechter, nämlich 10% Fehler, aber auch das reicht schon aus, um abzuschätzen wie "gefährlich" etwas sein kann.
Ausreichend viele Atome ist ne relative Zahl, aber wenn du denkst dass in 1/10mg eines Stoffes schon so etwa [mm] 10^{18} [/mm] Atome sind, hat man schnell viele! Wenn du einmal mit dem Finger über deinen Computer wischst, und dann die "Probe" etwa ne Stunde lang unter nem guten Zähler misst, kan ich dir schon was über die Aktivität in deinem Zimmer sagen, und wenn ichs noch wiegen kann auch über die "durchschnittliche" Halbwertszeit, wenn ich übermorgen noch mal mess.
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 20:32 Do 26.01.2006 | | Autor: | Phoney |
Wunderbare Antwort, danke dir. Was würde ich nur ohne dich machen? Daaaaaanke
Gruß Phoney
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