Miten lasketaan teoreettinen puoliintumisaika?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Jos tunnetaan atomiytimen koostumus (neutronien ja protonien lukumäärä), miten siitä lasketaan radioaktiivinen hajoamistapa (tai tavat, jos useita mahdollisia) ja teoreettinen puoliintumisaika (ei siis kokeellisesti havaittu)?

Googlettamalla ei löydy mitään. Jos laskenta on liian monimutkaista tänne laitettavaksi, tiedättekö mistä voisi asiaa selvittää lisää?

Kommentit (3)

Vierailija

Ainoa mitä minä tiedän on:

T½ = ln2 / λ

ja λ saadaan Aktiivisuuslaista:

A(t) = A (0) *e^( - λ * t )

toisaalta...

A(t) = λ*N(t)

ja hajoamisuuslain mukaan

N(t) = N(0) *e^( - λ * t )

EDIT: Niin ja hajoamistapa riippuu ytimen koosta, esimerkiksi spontaanissa fissiossa periaatteessa voisi muodostua täysin erilaisia ytimiä, mutta jokaiselle ytimelle on määriteltävissä todennäköisimmät hajoamistuotteet.

Vierailija
kk68
Jos tunnetaan atomiytimen koostumus (neutronien ja protonien lukumäärä), miten siitä lasketaan radioaktiivinen hajoamistapa (tai tavat, jos useita mahdollisia) ja teoreettinen puoliintumisaika (ei siis kokeellisesti havaittu)?

Googlettamalla ei löydy mitään. Jos laskenta on liian monimutkaista tänne laitettavaksi, tiedättekö mistä voisi asiaa selvittää lisää?




Mahdollisten radioaktiivisten hajoamistapojen laskeminen on helppoa: Kaikki hajoamistavat, joita säilymislait eivät kiellä, ovat mahdollisia. Sen sijaan puoliintumisaikojen laskeminen on hyvin vaikeaa. Tyypillisesti nykyaikaisin ydinmallein ei vielä kyetä ennustamaan puoliintumisaikoja läheskään niin tarkasti kuin ne kyetään kokeellisesti mittaamaan. Aivan keveimpiä ytimiä lukuunottamatta atomiytimet ovat teoreettisen fysiikan kannalta erityisen haastavia siksi, että kyseessä on niin monen (yleensä kymmenistä pariin sataan) hiukkasen kvanttimekaaninen järjestelmä, ettei sitä voida ratkaista analyyttisesti tai edes numeerisesti tekemättä huomattavia yksinkertaistuksia. Toisaalta
ytimessä on niin vähän protoneita ja neutroneita, että niitä ei voi kovin hyvin kuvata statistisen fysiikan keinoin. Oman ongelmansa tähän päälle muodostaa se, ettei nukleonien välistä vuorovaikutusta tunneta loppujen lopuksi hirveän tarkasti - siinäkin käytännössä turvaudutaan kokeelliseen datan pohjalta tehtyihin efektiivisiin vuorovaikutusmalleihin.

Alalla tehdään paljon kansainvälistä tutkimusta (myös Suomessa) tänäkin päivänä, vaikkei se olekaan mediaseksikästä. Jos asia kiinnostaa todella paljon, kannattaa suunnata esim. Helsingin tai Jyväskylän yliopistojen fysiikan laitoksen opiskelijaksi. Varoitus: Suurille palkoille tuskin pääsee, mutta eteen avautuu odottamattoman mielenkiintoinen maailma ja ympärille kerääntyy fiksuja ja mukavia ihmisiä. Ja vaivaa joutuu näkemään paljon.

Uusimmat

Suosituimmat