Fysik

betapartikler

11. januar 2012 af FysikJatak (Slettet) - Niveau: B-niveau

Har brug for hjælp til følgende.

Dette er noget fra en del opgave.

Opgaven lyder:

Strømmen i kredsløbet udgøres af betapartikler fra henfaldet af 63Ni. Man kan regne med, at 15 % af betapartiklerne fra henfaldet af 64Ni udgør strømstyrken i kredsløvet. Mikrobatteriet kan levere strømstyrken 2,49 nA.

Nu er det så opgavenspørgsmålet:

Beregn den nødvendige masse af 63Ni i mikrobatteriet, hvis det skal kunne levere en strømstyrke på 2,40 nA.

 

Jeg har selv fundet frem til at jeg bliver nød til at kunne bestemme antal af partikler og derefter massen af dem.

Jeg ved det er et radioaktivhenfald, altså må det være beta minus.

For at finde antallet ved jeg at jeg skal bruge formlen A=k*N. Hvor N er isoleret altså N=A/k.

Hvor jeg finder K=ln(2)/t½

Men kan ligesom ikke se hvordan jeg skal gøre for at komme hen til svaret, noget som kan hjælpe mig?


Brugbart svar (0)

Svar #1
11. januar 2012 af peter lind

Du skal bruge elektronens ladning. 15% af akativiten går til strøm. Antal  elektroner pr.sek *elektronens ladning er den leverede strømstyrke.


Svar #2
11. januar 2012 af FysikJatak (Slettet)

Elektronensladning er jo: 0e-1

Men vil da mene selv at jeg ikke kender antal elektroner pr sek.

Den leverede 2,40 nA.

Du må gerne hjælpe mig lidt videre tak.


Brugbart svar (0)

Svar #3
11. januar 2012 af peter lind

jo du gør. Du kender jo strømmen som er ladning, der passerer et tværsnit pr. sek = antal elektroner pr. sek *ladning


Brugbart svar (0)

Svar #4
11. januar 2012 af mathon

                      2,40 nA = 2,40·10-9 A = 2,40·10-9 C/s

   heraf kan beregnes antallet af elektroner hvis ladning er e = 1,60218·10-19 C

   antallet af elektroner pr. sekund gennem et tværsnit af resistoren

                    N/s = (2,40·10-9 C/s) / (1,60218·10-19 C) = 1,49796·1010 s-1

   som kun udgør 15% af totalantallet pr sek.

   hvorfor
                   Ntotal/s = (1,49796·1010 s-1) / 0,15 = 9,98641·1010 s-1

   da henfaldet af 63Ni giver 1 betapartikel pr 63Ni-atom, kræves der
   en henfaldsaktivitet på Ntotal Bq = 9,98641·1010 s-1.
   Der skal altså være Ntotal 63Ni-atomer, som hvert sekund leverer én betapartikel.

   Massen af Ntotal 63Ni-atomer beregnes
   af
              m = n·M = (Ntotal / NA)·M = ((9,98641·1010) / (6,02214·1023 mol-1))·(63 g/mol) =

                                                          1,04472·10-11 g = 10,4472 pg 63Ni


Svar #5
11. januar 2012 af FysikJatak (Slettet)

#4 hvad betyder C, det benævnelse har jeg ikke regnet med, med mindre det er lysetshastighed du snakker om.

Slår du elektron ladningen op for Ni63 op for at finde den eller hvordan?

Ntotal/s er det, det totale antal pr. sek ? Synes nemlig ikke selv det lyder rigtgit i mine tanker.

til sidst ved facit, skriver du benævnelsen i pg ? er det i picogram eller hvordan?


Svar #6
11. januar 2012 af FysikJatak (Slettet)

Og hvorfor tager du pludselig Bq med ind?
Og hvorfor er det du ikke bruger de formler jeg har skrevet? Tror det ville have givet mig en bedre forståelse, samt hvorfor har du ikke halveringstiden med?


Brugbart svar (0)

Svar #7
11. januar 2012 af peter lind

C står for Coulomb  enheden for ladning.

Det er ladningen på en elektron, der slås op i tabeller

Ntotal/s er antal af kerner der skal henfalde pr. sekund.

pg er picogram

Det drejer sig jo om henfald og enheden for henfald er Bq

Det bemærkes at det der er udregnet er hvor stor massen af de kerner, der henfalder i 1 sekund, er.

Du skal altså regne videre, hvor du bruger  den formel du nævner


Svar #8
11. januar 2012 af FysikJatak (Slettet)

#7 tak for dit svar. Er gangske udmærket bevidst over at jeg skal regne videre, men jeg kan dog ikke se hvordan.

I #6 er den totale masse bestemt af antallet af kerner. Dog kan jeg ikke se hvorledes dette skal hjælpe mig således at jeg kan bruge den information til mine formler som jeg nævnte i #1


Brugbart svar (0)

Svar #9
11. januar 2012 af peter lind

Du har |N'| = k*N. Ganger du det med massen m1 af  et 63Ni atom får du m1*|N'|  = k*m1*N  Venstre side er massen af de atomer som henfalder hver sekund altså det der er udregnet ovenfor. m1*N er den masse, der spørges efter.


Svar #10
11. januar 2012 af FysikJatak (Slettet)

Forstår ikke hvordan du kan diffirentir N og få N' og derefter tage den numerisk og få |N'|

kan det masse at m1=9,98641·1010 s-1

Hvilket tal er |N'| synes jeg er hoppet helt fra nu.

Hvordan vil du så fjerne numerisk på venstre side? ved at tage log på begge sider?

Men så synes jeg da ikke vi bruger T½ som jeg bl.a. nævnte i #1. for at finde k.

 


Brugbart svar (0)

Svar #11
11. januar 2012 af peter lind

N' er antallet af kerner der forsvinder hver sekund. Den er negativ, så for at få et positivt tal har jeg sat numerisk tegn omkring. Sagt med andre ord |N'| er aktiviteten

m1 er massen af et Ni atom og har ikke noget som helst at gøre med noget i enheder s-1. Mathon har regnet m1* aktiviteten ud for dig, så du behøver ikke behøve bekymrer dig om hvad den præcise værdi er. På højre side er det m1*N den masse du skal finde så der har du heller ikke brug for at kende m1.


Svar #12
11. januar 2012 af FysikJatak (Slettet)

Okay men hvad er det jeg mangler at gøre nu, for så forstår jeg det ikke alligevel hvis jeg ikke behøver at kende m1


Brugbart svar (0)

Svar #13
11. januar 2012 af peter lind

Du skal løse ligningen m1*A = m1*|N'|  = k*m1*N. Det du skal finde er m1*N. m1*A  har mathon beregnet for dig


Svar #14
11. januar 2012 af FysikJatak (Slettet)

Men i #12 skriver du at jeg ikke behøver at finde m1.

Og jeg kan da ikke finde ud af hvad m1*N giver hvis jeg ikke kender m1.


Brugbart svar (0)

Svar #15
11. januar 2012 af Andersen11 (Slettet)

#14

Som der står i #13, kender du m1·A , så hvis du kender k, kan du jo beregne m1·N .


Brugbart svar (0)

Svar #16
13. januar 2012 af mathon

#4 fortsat

                     |Δm/Δt| ≈ |dm/dt| = k·m

                     10,4472 pg/s = k·m               k = ln(2) / = ln(2) / (100 år) = 2,1965·10-10 s-1

                      m = (10,4472·10-12 g·s-1) / k

                      m = (10,4472·10-12 g·s-1) / (2,1965·10-10 s-1) = 0,047563 g = 47,563 mg

 

 


Skriv et svar til: betapartikler

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.