Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
257) β rozpad bromu
19. 11. 2007
Dotaz: Prosím o Vaši laskavou odpověď, při slučování deuteria a tritia vzniká hélium a
uvolňuje se 1 neutron,jak se zapíše do schématu? Dále nechápu,když b+ je
popisováno u uměle vytvořených prvků, proč se v učebníci má na příkladě uvést
rozpad radionuklidu Br na selen? Oba jsou to snad přírodní prvky, tudíž by u
nich měla probíhat b-záření, tudíž by měl vznikat Kr.? (Procházková Alice)
Odpověď: Deuterium je tzv. těžký vodík, jeho jádro se skládá z jednoho protonu a jednoho neutronu. Tritium je „ještě těžší vodík“, jehož jádro obsahuje jeden proton a dva neutrony. Pokud chceme slučování jader deuteria a tritia napsat do rovnice (schematu) pouzijeme tyto údaje a zápis bude vypadat takto:
21D + 31T →
10n + 42He
Víme, že na pravé straně rovnice má být (tj. slučováním vzniká) neutron
a helium. Hmotnostní číslo neutronu (píše se nahoru) je 1 a náboj
neutronu je 0 (píše se dolů). A protože součet hmotnostních čísel vlevo
se musí rovnat součtu vpravo, vychází nám z toho, že hmotnostní číslo
vznikajícího helia musí být 4. Podobně spočítáme (či spíše ověříme), že
náboj jádra helia je 2.
K druhé části otázky: rozpad beta plus skutečně pozorujeme pouze u uměle
vytvořených nuklidů, ale rozpad beta mínus (často se říká jenom rozpad
beta) se vyskytuje i u přírodních radionuklidů. Při beta přeměně (obou
typů) se nemění počet částic v jádře, ale změní se počet protonů a
neutronů. V případě rozpadu beta mínus se jeden neutron změní na proton
(z jádra vylétne elektron a antineutrino) a tento rozpad probíhá v
jádrech, které mají přebytek neutronů, naopak v případě rozpadu beta
plus se jeden proton změní na neutron (z jádra vylétne pozitron a
neutrino) a rozpadají se tak jádra, která mají příliš mnoho protonů.
Pokud nahlédneme do tabulek, tak zjistíme, že všechny tři zmíněné prvky
se opravdu v přírodě vyskytují. Konkrétně brom se vyskytuje zhruba
stejně často jako nuklid 7935Br nebo
8135Br. To ale neznamená, že bychom uměle
nedokázali vyrobit i další nuklidy. Lze vytvořit nuklidy, které budou
mít mnohem více neutronů než přírodní varianty (maximálně 97) a ty se
rozpadají beta mínus na krypton (se stejným hmotnostním číslem). Ale je
možné také vyrobit nuklidy, které mají neutronů méně než přírodní
nuklidy (minimálně 70) a u kterých probíhá rozpad beta plus za vzniku
selenu.
Protože v otázce neuvádíte hmotnostní číslo bromu, pouze to, že se má
přeměnit rozpadem beta plus na selen, lze z toho usoudit, že se nejspíše
jedná o některý uměle vytvořený nuklid bromu, který má méně neutronu.
Podrobné informace o jednotlivých nuklidech a jejich rozpadech lze
zjistit z databáze NuDat2.0:
Dotaz: Dobrý den. Při vyšetřování stáří organismů existuje poměr mezi množstvím ulíku
12C a 14C. Zajímalo by mě jakou číselnou hodnotu má tento poměr u člověka.
Děkuji Veverková. (Veverková Klára)
Odpověď: U člověka, stejně jako u jiných organismů a "objektů" (například bublinky vzduchu) zapojených do uhlíkového cyklu - výměny uhlíku s okolím - je tento poměr 1 : 1 000 000 000 000 (jedna biliontina). Jde o střední hodnotu, která může být ovlivněna faktory měnícími zastoupení uhlíku 12C nebo 14C v prostředí - výbuch jaderné bomby, spalování fosilních paliv ve velkém (vstup "starého" uhlíku do současného prostředí) nebo změna intenzity kosmického záření.
Dotaz: Dobrý den. Mám dotaz k určení stáří pomocí uhlíkové metody. Mohli byste mi
prosím napsat jeden určitý příklad na určení stáří s určitýma hodnotama? Děkuji
P.S. (pavla sobotková)
Odpověď: Rozpad radioaktivního uhlíku se řídí kinetikou prvního řádu, lze tedy psát
N/N0 = e-kt
kde k je rychlostní konstanta reakce (rozpadová konstanta, λ), t je
čas, N/N0 je poměr aktuálního a původního počtu částic. Rozpadová
konstanta se obvykle nahrazuje poločasem rozpadu τ (5730 let je
nejčastěji uváděná hodnota): τ.k = ln2. Poměr počtu částic lze zaměnit
za poměr hmotností, poměr aktivit nebo poměr procentních zastoupení - podle
toho, jaká hodnota je právě zadána.
Příklad:
Ve zkoumané kosti je zastoupení uhlíku 14C 10x menší než v čerstvé kosti. Jak je kost stará?
N = 0,1 . N0
N / N0 = e-kt
ln( N / N0) = -kt = -( t . ln2)/τ
ln(0,1) = -( t . ln2 ) / τ
t = -τ . ln( 0,1 ) / ln2 = 19 034 let
Kost je tedy ze zvířete uloveného asi před 19 000 lety.
Dotaz: Vysvětlete funkci bezkontaktního teploměru pro měření teploty lidského těla,
zejména kalibraci (J.Kozlovský)
Odpověď: Každé těleso sestává z elektricky nabitých částic (elektrony, protony). Tyto částice kmitají, a to tím více, čím je těleso teplejší. Tím ale vytvářejí elektromagnetické záření, čímž těleso ztrácí energii. Těleso ale také pohlcuje elektromagnetické záření vydávané okolními tělesy, čímž energii získává. Podle Stefanova-Boltzmannova zákona je těleso teploty T v rovnovážném stavu s elektromagnetickým polem, které nese energii rozloženou s hustotou úměrnou čtvrté mocnině teploty vyzařujícího tělesa. Vy sám, sedíte-li v klidu v místnosti, vyzařujete kolem sebe výkon zhruba 1 kW. Na druhou stranu ale předměty kolem Vás (o něco chladnější), vyzařují rovněž, a vy od nich přijímáte asi 900 W, takže vyzařujete (a průběžně potřebujete doplňovat) asi 100 W. Pokud
např. z jedné strany toto teplo nedostáváte - např. je tam otevřený mrazák o podstatně nižší teplotě, pak to pociťujete tak, že "na vás čiší chlad".
Ve vyzařovaném elektromagnetickém záření jsou různé frekvence zastoupeny s různou intenzitou. Frekvence odpovídající maximální intenzitě roste úměrně teplotě, odpovídající energie se čtvrtou mocninou teploty. Při "pokojových teplotách" leží maximum ve vzdálené infračervené oblasti (často se mluví o "tepelném záření"). Stačí tedy mít čidlo dostatečně citlivé na infračervené záření v této oblasti a měřit, kolik záření přijímá.
Kalibrovat takový teploměr lze nejjednodušeji měřením záření z lázně známé teploty (změřené třebas obvyklým dostatečně přesným rtuťovým teploměrem).
Dotaz: Dobrý den, zajímalo by mě, zda-li se již experimentálně podařilo na urychlovači
LHC "vyrazit" higgsovy bosony z vakua či nikoliv. Nepodařilo se mi prozatimní
výsledky tohoto pokusu nalézt. Třeba jsou Vaše zdroje aktuálnější. Děkuji
mnohokrát za odpověď. S pozdravem Josef (Josef Pavlík)
Odpověď: Urychlovač LHC ještě nezačal fungovat, tak je trochu brzo očekávat objevy. Ale je pravda, že jednotlivé experimenty uz začínají fungovat a detekovat kosmické záření. To poslouží především ke kalibraci a kontrole funkce experimentu, převratné objevy se však v těchto podmínkách očekávat nedají. Tak snad až příští rok, sledujte
