Hensikt: I dette forsøket skal vi på halveringstiden til radioaktivestoffer ved hjelp av simulering med terninger.
Utsyr: Et krus med 20 terninger. Et regneark slik som Exel, er kun penn og papir.
Hypotese: Det er 1/6 sjanse for å slå en sekser, altså 16 %. Vi ser dermed at det er svært tilfeldig hvor mange seksere vi slår. Jeg tipper at det vil ta fem kast før antall terninger er halvert.
Bakgrunnsteori:
Radioaktiv stråling oppstår når det skjer en endring i atomkjernen til det radioaktive stoffet. En slik type endring vil kun oppstå i en ustabil atomkjerne, slik som feks de tunge grunnstoffene uran og radium.
I atomkjernen finner vi posetivt ladde protoner og nøytrale nøytroner. I atomringenen som ligger utenfor finner vi negativt ladde elektroner. I en ustabil kjerne, kan det oppstå en endring. Det er som sagt dette som skaper radioaktiv stråling. Vi vet at det finnes tre typer radioaktiv stråling, det er alfastråling, betastråling og gammastråling. Vi skal se litt nærmere på når de forskjellige strålingene oppstår:
For å oppnå alfastråling er to nøytroner og to protoner nødt til å gå sammen for å danne en ny kjerne. Det atomet som sitter igjen er da endret, de mistet to nøytroner og protoner, derfor blir det et nytt stoff. Vi kan se på stoffet Litium som et eksempel, her har vi 3 protoner og 3 nøytroner i kjernen. Mister Litium to av disse blir det dannet en heliumkjerne, dette er alfastrålingen.
Betastråling derimot oppstår når et nøytron splittes og danner et negativt elektron, pluss et positivt proton. Elektronet blir sendt ut som radioaktiv stråling, mens protonet vil vende tilbake til kjernnen. Atomkjernen får dermed et ekstra proton og det oppstår et nytt stoff.
Sist, men ikke minst, gammastråling! Gammastråling består i hovedsak av energirike fotoner. Energien i disse fotonene kommer fra overskuddsenergien som atomene frigjør etter å ha sendt ut alfastråling eller betastråling.
Men hva er egentlig halvveringstid? Jo, radioaktive stoffer halverer seg når atomkjernen sender ut protoner, nøytroner og elektroner. Når det dannes et nytt stoff, halvveres selvfølgelig det radioaktive stoffet også. Halvveringstid er dermed tiden stoffet bruker på å halvere seg. Denne tiden kan variere, den avhenger av sannsynligheten for at de radioaktive atomkjernene blir spaltet innenfor et visst tidsrom. For noen stoffer er det stor sannsylighet (kort tid), mens andre stoffer har liten sannsynlighet (lang tid).
Fremgangsmåte:
Vi la alle 20 terningene opp i kruset, slik at vi lett kunne kaste alle terningene likt. Dette gjorde vi ti ganger, i fem forskjellige serier, det vil si hundre ganger til sammen. Etter hvert kast skulle vi plukke ut alle seksere og telle hvor mange terninger som var igjen. En sekser på terningen blir i denne sammenhengen en spalting av en atomkjerne.
Konklusjon: Vi ser at halveringstiden har variert veldig fra serie til serie, vi tenker dermed et gjennomsnitt på ca 5-6 kast. Vi regner med at vi brukte ca ett minutt på hvert kast, derfor er halveringstiden på dette "Radioaktive stoffet" på 5-6 minutter. Dermed stemte hypotsen min ganske godt, men vi ser også at utfallet ble ganske så tilfeldig. Det er mulig å forutse sånn ca og regne seg frem til et svar, men det kan altids oppstod noen uventede forsinkelser, feil eller rett og slett tilfeldigheter.
Ingen kommentarer:
Legg inn en kommentar