Halveringstid
Förberedelseuppgifter
1. Isotopen
60
Co β
–
-sönderfaller till en exciterad dotterkärna, som sedan av-
exciteras genom utsändning av γ-fotoner. Ange beteckningen på dotterkärnan.
2.
238
U
sönderfaller först till
234
Th och sedan till
234
Pa. Vilka partiklar utsänds
vid sönderfallen?
3.
222
Rn har en halveringstid på 3,8 dagar.
a) Hur många
222
Rn atomer behövs för att aktiviteten ska bli 10 kBq?
b) Hur mycket väger
222
Rn atomerna som ger upphov till aktiviteten 10 kBq?
Svar: a) 4,7·10
9
st b) 1,7·10
–15
kg =
1,7 pg.
Försöksuppställningen består av ett radioaktivt preparat och ett GM-rör med
tillhörande räknare. Preparatet tillverkas under laborationen
i en liten generator-
flaska som innehåller en sur lösning av uranylnitrat och saltsyra. Generator-
flaskans funktion beskrivs i ett appendix på nästa sida.
Uppgift 1
För att undvika systematiska fel måste först bakgrundsstrålningen bestämmas.
Kosmisk strålning och radioaktiva sönderfall i omgivningen och i flaskan fluk-
tuerar kraftigt och därför mäts antalet pulser under lång tid (exempelvis 5,0 mi-
nuter). Under bakgrundsmätningen skall den oaktiverade generatorflaskan be-
finna sig på sin mätplats under GM-röret. Justera in GM-röret tätt ovanför ge-
neratorflaskan.
Undvik att skaka flaskan eftersom den då aktiveras. Beräkna därefter bak-
grundsaktiviteten.
Uppgift 2
Skaka flaskan i 5 sekunder och placera den under GM-röret. Vänta 1 minut in-
nan du börjar registrera aktiviteten, så att
234
Pa hinner flyta upp till ytan i flas-
kan. Registrera aktiviteten var 10:e sekund under 4,0 minuter. Upprepa mätse-
rien en gång till. Bilda medelvärde punktvis mellan de två mätserierna. Glöm
inte att subtrahera bakgrunden.
Uppgift 3
Pricka ett diagram där mätpunkterna förväntas ge upphov till en rät linje och
bestäm halveringstiden. Jämför resultatet med tabellvärde.
Appendix
Ovanpå den sura lösningen finns ett skikt av amylacetat. Det undre skiktet
innehåller
238
U. En del av sönderfallskedjan för
238
U visas nedan.
238
U
→
234
Th
→
234
Pa
→
234
U
→
230
Th
α
β
β
α
Protaktinium (
234
Pa) bildas och sönderfaller hela
tiden i det undre skiktet. I sur lösning bildar
protaktinium en komplexjon som är mycket lättlöslig
i amylacetat. Om flaskan skakas löses i stort sett alla
dessa joner i amylacetatet. Efter en kort stund har de
båda vätskorna skiktats igen med amylacetatet och
protaktiniumet överst.
Från det undre skiktet tränger nästan ingen α- eller β-strålning ut genom
flaskans topp, men då protaktiniumet befinner sig i det övre skiktet har γ-
strålningen tillräcklig energi för att passera ut genom flaskans topp och kan
detekteras av GM-röret. Innehållet i generatorflaskan är inte speciellt
radioaktivt, men det är mycket giftigt och frätande. Generatorflaskan får under
inga omständigheter misshandlas mekaniskt, som t.ex. vältas ner eller tappas på
golvet. När du skakar flaskan skall den hållas med ett mycket stadigt grepp.
Handledaren skall vara närvarande vid er laborationsuppställning då ni hanterar
generatorflaskan.