Halveringstid

Elevøvelse nr. 10
Noah Skullestad,
3MKB Åssiden

Bakgrunnsteori

Hvorfor er det slik at noen atomkjerner eksploderer og sender ut stråling i form av alfa-, beta- og gammastråling? Alle grunnstoffer med atomnummer høyere enn 84 er radioaktive, i tillegg til alle kunstig fremstilte grunnstoffer. Disse stoffene har en ustabil atomkjerne, som gjør at det forekommer eksplosjoner på innsiden. Under første eksplosjon sender atomet ut alfastråling, som er positive heliumkjerner. To protoner og to nøytroner blir altså sendt ut av kjernen. Det blir dannet et nytt grunnstoff to plasser bakover i periodesystemet.

Dersom kjernen enda ikke er stabil, skjer enda en eksplosjon som spalter et nøytron til et elektron og et proton. Det negative elektronet slenges ut av kjernen, og er det vi kaller betastråling. Atomet har nå et proton mer i kjernen, og flyttes en plass fremover i periodesystemet.

På dette tidspunktet har kjernen et høyt energinivå, den har eksitert. Når det da kommer tilbake til et lavere energinivå, sender kjernen ut energirike fotoner; dette er gammastråling.

Når vi snakker om halveringstiden til et radioaktivt stoff, snakker vi om hvor lang tid det tar før halvparten av atomene er omdannet til et annet grunnstoff. Hvilke atomer som eksploderer er tilfeldig, og halveringstiden er hvor lang tid det gjennomsnittlig tar før halvparten av atomene har eksplodert.

Utstyr

• 20 terninger
• Kopp
• Excel / regneark

Hensikt

Vi gjør dette forsøket for å se på halveringstiden til et radioaktivt stoff ved hjelp av terninger.

Resultat

I dette forsøket skulle vi kaste terninger for å simulere halveringstiden til et radioaktivt stoff. For hver 6-er vi fikk, ble én spaltet av atomkjernen. Vi kastet 20 terninger på en gang 10 ganger, i to omganger. 6-erne ble plukke ut av kastet, og alle ikke-6-erne ble kastet om igjen. Etterhvert som vi kastet ble det mindre og mindre terninger som ikke var 6-ere. Dette simulerer spaltingen av atomkjernen og halveringstiden til et radioaktivt stoff.

Etter første serie ble resultatene våre slik:

Kast nr	Terninger igjen
1	16
2	15
3	10
4	8
5	6
6	3
7	3
8	2
9	1
10	1

Grafen for denne serien ble slik:

Etter 3 kast kan vi se at halvparten av terningene har blitt spaltet fra atomkjernen. 

Etter andre serie ble resultatene våre slik:

Kast nr	Terninger igjen
1	17
2	13
3	11
4	10
5	8
6	8
7	6
8	6
9	4
10	3

Grafen for denne serien ble slik:

Etter kast 4 kan vi se at halvparten av terningene har blitt spaltet av atomkjernen.

Konklusjon:

Halveringstiden på første gang var 3 og halveringstiden på andre gang var 4. Dermed er gjennomsnittet på halveringstiden er 3.5.