Halveringstiden til radioisotoper

[EJN]

Hvorfor er det slik at radioisotoper av samme stoff kan ha så radikalt forskjellige halveringstider?

Satt og leste på Wikipedia om americium da jeg la merke til det at et av isotopene har en halveringstid på over 7000 år mens andre isotoper av samme stoff har en halveringstid på under 100 minutter.

Hvordan kan noen nøytroner fra eller til gjøre en så stor forskjell på stoffets egenskaper?

[Knuta2]

Jeg kan ikke svare på spørmålet ditt, men en gang i tiden lagde jeg en tabell som skulle ligne på den periodiske tabell. Etter noen forsøk fant jeg best ut hvordan den skulle se ut. Etter å ha hardkodet informasjon om over 4000 isotoper av 118 grunnstoffer i et programprosjekt, fant jeg ut veldig mange ting. Det kunne se ut som at atomkjernene likte å være partall med nukleoner i kjernen for å være mest stabil. selvfølgelig mange unntak fra denne regelen.

 

Det jeg også la merke til, var om at hvis du "adderer" et nukleon til kjernen så spilte det ikke så veldig vesentlig rolle om det var nøytron eller proton du la til, de kjernefysiske egenskapene ble "omtrent" like allikevel. Den store forskjellen ble heller kjemisk.

 

Ser vi på Uran så er halveringstidene følgende:

 

U-218 1.5 ms

U-219 42 us

U-220 ~60 ns

U-221 ~0.7 us

U-222 1.0 us

U-223 18 us

U-224 0.9 ms

U-225 60 ms

U-226 0.35 s

U-227 1.1 m

U-228 9.1 m

U-229 58 m

U-230 20.8 d

U-231 4.2 d

U-232 68.9 y

U-233 159200 y

U-234 245500 y

U-235 704000000 y

U-236 23420000 y

U-237 6.75 d

U-238 4468000000 y

U-239 23.45 m

U-240 14.1 h

U-241 ~5 m

U-242 16.8 m

 

Nå er imdlertid ikke tendensen med 2 og 2 grupperinger så tydelig på halveringstiden, med det kan sees på andre data om isotopene. Det finnes mange data om isotopene, nevner noen: Atomic masse, Bindings energy, Mass excess, Beta-Decay energy, Abudance, Spinn. Etter at jeg la inn disse dataene i programmet, så oppdaget jeg at dette var bare en brøkdel av viten om isotopene. Ikke nok med jeg oppdaget også at hver isotop har flere spinn, med hver sin halveringstid.

 

F.eks.

U-235 -7/2 704000000 y

U-235 +1/2 ~26 m

 

Etter dette la jeg ned programmeringsprosjektet. Men du kan jo begynne et sted:

http://www.webelements.com/webelements/scholar/index.html

Sjekk opp siden med nuklear data

[JBlack]

Jeg vet ikke, men min teori/forståelse er:

 

I kjernene har vi noen krefter som virker på nøytroner og protoner. Den elektromagnetiske kraften skyver protonene fra hverandre med stor kraft. "The strong force" holder dem sammen, og "the weak force" er jeg ikke helt med på hva gjør.

 

Man har altså en balanse i kjernene mellom forskjellige krefter som trekker i forskjellige retninger. I små atomkjærner dominerer "the strong force" og holder kjernen sammen. I store atomkjærner med mange elementærpartikler så ser det ut til å være en finere balanse mellom kreftene, slik at de er mer ustabile, og altså radioaktive.

 

Og når vi så er i dette ustabile området så antar jeg balansen mellom de forskjellige kreftene avhenger av hvordan og hvor tett de forskjellige partiklene er pakket i kjernen. Og dette igjen avhenger av hvor mange partikler det finnes i kjernen. Enkelte antall partikler er antageligvis lettere å finne en god konfigurasjon for enn andre, og de blir antagelig derfor mer stabile. Det er altså et spørmål om geometriske egenskaper til N antall partikler i kombinasjor. For noen N er det lettere å pakke sammen atomkjernen, og den blir mer stabil, enn for andre N.

[kyrsjo]

Merk at alle "fermioner" (dvs. vanlig stoff, på mikronivå) frastøter hverandre. Hvilken kraft som står for denne frastøtinga er jeg ikke sikker på, slå opp!

[skarsk]

Atomvekta er avgjørende for halveringstida.