Lämpö ja radioaktiivinen hajoaminen

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Vaikuttaako radioaktiivisen aineen lämpötila alfa- ja beetahajoamisen nopeuteen?
Luulisi, että se nopeutuu kun lämpötila on noussut tarpeeksi.

Kommentit (6)

kfa
Seuraa 
Viestejä2516
Liittynyt13.3.2008
kabus
Vaikuttaako radioaktiivisen aineen lämpötila alfa- ja beetahajoamisen nopeuteen?
Luulisi, että se nopeutuu kun lämpötila on noussut tarpeeksi.



Riippuu kovasti siitä, mikä sinun mielestäsi on "tarpeeksi". Pienet lämpötilat luokkaa parituhatta astetta (K) tai vähemmän eivät vaikuta radioaktiiviseen hajoamiseen havaittavalla tavalla. Jos lämpötila nousee niin suureksi, että terminen energia alkaa olla merkittävä murto-osa ytimen nukleonien sidosenergiasta (9 MeV) niin sitten tilanne voi olla toinen. Tuolloin puhutaan yli miljardin asteen lämpötiloista. Alfahajoaminen on tavallaan alfahiukkasen kvanttimekaanista tunneloitumista ulos ytimestä, jolloin nukleonien saama riittävän suuri lisäenergia lisää tuon tunneloitumisen todennäköisyyttä. Muistettava on toki, että 1 eV terminen energia vastaa vain noin 10 000 K lämpötilaa ja että juuri muodostuneen neutronitähden lämpötila on luokkaa 10 miljardia astetta.

Muutamien harvojen isotooppien (beeta)hajoamisreaktiot (elektronikaappaus) riippuvat atomien ionisaatioasteesta. Lämpötila vaikuttaa ionisaatioon joten sitä kautta näiden hajoamisnopeuden voidaan sanoa riippuvan lämpötilasta. Lämpötilan noustessa tarpeeksi ylös alkaa löytyä alkuperäisten hajoamisreaktioiden lisäksi uusia törmäyksistä aiheutuvia ydinreaktioita. Fuusio on yksi tälläinen.

Arkielämän lämpötiloissa radioaktiivisen hajoamisen nopeus on lämpötilasta riippumatonta.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Vierailija

Yllä mainitun korkean lämpötilan lisäksi muistan lukeneeni myös matalan lämpötilan vaikutuksista ytimiin. Tämä perustui kvanttimekaanisiin ilmiöihin tai tarkemmin sanottuna siitä, että aaltofunktiot menevät osittain päällekkäin.

Tällöin puhutaan hyvin matalista lämpötiloista.

Vierailija
kfa
kabus
Vaikuttaako radioaktiivisen aineen lämpötila alfa- ja beetahajoamisen nopeuteen?
Luulisi, että se nopeutuu kun lämpötila on noussut tarpeeksi.



Riippuu kovasti siitä, mikä sinun mielestäsi on "tarpeeksi". Pienet lämpötilat luokkaa parituhatta astetta (K) tai vähemmän eivät vaikuta radioaktiiviseen hajoamiseen havaittavalla tavalla. Jos lämpötila nousee niin suureksi, että terminen energia alkaa olla merkittävä murto-osa ytimen nukleonien sidosenergiasta (9 MeV) niin sitten tilanne voi olla toinen. Tuolloin puhutaan yli miljardin asteen lämpötiloista. Alfahajoaminen on tavallaan alfahiukkasen kvanttimekaanista tunneloitumista ulos ytimestä, jolloin nukleonien saama riittävän suuri lisäenergia lisää tuon tunneloitumisen todennäköisyyttä. Muistettava on toki, että 1 eV terminen energia vastaa vain noin 10 000 K lämpötilaa ja että juuri muodostuneen neutronitähden lämpötila on luokkaa 10 miljardia astetta.

Muutamien harvojen isotooppien (beeta)hajoamisreaktiot (elektronikaappaus) riippuvat atomien ionisaatioasteesta. Lämpötila vaikuttaa ionisaatioon joten sitä kautta näiden hajoamisnopeuden voidaan sanoa riippuvan lämpötilasta. Lämpötilan noustessa tarpeeksi ylös alkaa löytyä alkuperäisten hajoamisreaktioiden lisäksi uusia törmäyksistä aiheutuvia ydinreaktioita. Fuusio on yksi tälläinen.

Arkielämän lämpötiloissa radioaktiivisen hajoamisen nopeus on lämpötilasta riippumatonta.




Eikö edes Auringon ytimessä ole tarpeeksi kuumaa (ja painetta?) nopeuttamaan alfa- ja beetahajoamista mitenkään merkittävästi?

Vierailija
kabus
Vaikuttaako radioaktiivisen aineen lämpötila alfa- ja beetahajoamisen nopeuteen?
Luulisi, että se nopeutuu kun lämpötila on noussut tarpeeksi.




Vaikuttaa, pommittamalla esim, neutronisäteilyllä radioaktiivista ainetta saadaan huomattavasti nopeutettua puoliintumisaikaa.

Lämpö, nousee aina, kun jotain lisätään johonkin, tässä tapauksessa saataisiin aikaan transmutaatiota, ja hajoamistuotteet olisivat lyhyemmän ajan vaarallisia.

Rahasta vain on kiinni.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26898
Liittynyt16.3.2005
fata morgana
Vaikuttaa, pommittamalla esim, neutronisäteilyllä radioaktiivista ainetta saadaan huomattavasti nopeutettua puoliintumisaikaa.



Ei neutronisäteily vaikuta lämmittämisen kautta vaan aiheuttaa ydinreaktioita muuten. Esimerkiksi uraanin fissiossa hitaat eli kylmät neutronit ovat paljon tehokkaampia reaktion aiheuttajia kuin nopeat (eli kuumat). Liika energiakin voi olla pahasta.

Vierailija
Neutroni
fata morgana
Vaikuttaa, pommittamalla esim, neutronisäteilyllä radioaktiivista ainetta saadaan huomattavasti nopeutettua puoliintumisaikaa.



Ei neutronisäteily vaikuta lämmittämisen kautta vaan aiheuttaa ydinreaktioita muuten. Esimerkiksi uraanin fissiossa hitaat eli kylmät neutronit ovat paljon tehokkaampia reaktion aiheuttajia kuin nopeat (eli kuumat). Liika energiakin voi olla pahasta.



Transmutaation aikaansaamiseksi täytyy radioaktiivisen aineen energapitoisuutta lisätä. Lämmön ja liikkeen ekvivalenttisuus lienee tuttua.
Lämmöllä on vastaavuus liikenopeuden kanssa, siinä mielessä on lisättävä lämpöä hiukkasten muodossa.

Mutta toki liian nopea hiukkanen menee osittain hukkaan.

Uusimmat

Suosituimmat