radioactief verval voorspellen

[th123]

Gegeven het aantal protronen, electronen en neutronen, is het mogelijk om de stabieliteit en/of halveringstijd (voor alfa en beta verval) te voorspellen van een atoom/ion? En zo niet, is het wel mogelijk met extra data?

[ukster]

radioactief verval 5415 keer bekeken

Is het niet zo dat je op een bepaald tijdstip de hoeveelheid radioactieve nuclei N(t) (= fractie van N₀) alsmede de vervalsnelheid [dN(t)/dt]/N(t) moet kennen? Hiermee kun je dan de vervalconstante λ = vervalsnelheid/N(t) en de halfwaardetijd T_1/2 = - ln(2)/λ berekenen.

[physicalattraction]

Voor zover mij bekend is er geen theorie die halveringstijden voorspelt. Wat ukster hier voorstelt lijkt dan ook meer op een meting dan op een theoretische waardebepaling.

[ukster]

door meting inderdaad (als zoiets al mogelijk is!)
Stel je gaat uit van N(0)=1mol uranium 238 en er wordt op t=0 (met een beperkte nauwkeurigheid) een vervalsnelheid gemeten [dN(0) /dt]=4,918.10^-18 decays/sec = 1,551.10^-10 decays/jaar
De vervalconstante λ = [dN(0)/dt]/N(0) = 1,551.10^-10 /jaar
Halfwaardetijd T_1/2 = - ln(1/2)/ 1,551.10^-10 = 4,469.10⁹ jaar

De overgang van decays/sec naar decays/jaar klopt niet helemaal geloof ik!

[Xilvo]

Kleine correctie:
dN₀ /dt=N₀.4,918.10^-18

[jkien]

Gegeven het aantal protronen, electronen en neutronen, is het mogelijk om de stabiliteit ... (voor alfa en beta verval) te voorspellen van een atoom/ion?

Misschien ben je op zoek naar de semi-empirische massa formule (SEMF) van de kernfysica. Het is een benadering van de bindingsenergie van een willekeurige atoomkern. Daarmee kun je in principe berekenen of alfaverval energie zal opleveren, en of betaverval energie zal opleveren.

[ukster]

Dit α-verval levert energie op!
Het instabiele Uranium 238 geeft een α-verval naar het Thorium 234 isotoop + α(4,2) deeltje + energie E=mc² ten gevolge van een massadefect Δm
• massa U238 =238,050783 µ (atomaire massa eenheid)

• massa U234=234,043596 µ
• massa α(4,2) deeltje =4,002603µ
• totaal 238,046199µ

• massadefect: Δm=238,050783µ - 238,046199µ = 0,004584µ
conversie 1µ → 931,5 MeV
Ten gevolge van het massadefect komt een hoeveelheid energie vrij van 0,004584µ.(931,5MeV) = 4,28MeV

[Xilvo]

Alweer een kleine correctie, het vervalproduct is natuurlijk geen uranium meer, maar thorium

[ukster]

uiteraard

[th123]

is het soort verval te voorspellen?

[jkien]

Ja, in principe met de SEMF. Zoals gezegd kun je daarmee voor iedere denkbare isotoop uitrekenen of alfaverval en betaverval en alle andere soorten verval energie zouden opleveren, en zoja hoeveel. De soort verval die de meeste energie oplevert zal waarschijnlijk plaatsvinden. Op de isotopenkaart levert dat een overzichtelijk beeld op.


figuur uit wikipedia

[tempelier]

Voor zover mij bekend is er geen theorie die halveringstijden voorspelt. Wat ukster hier voorstelt lijkt dan ook meer op een meting dan op een theoretische waardebepaling.

Ik denk dat die er toch wel is.
(of hij algemeen aanvaard is weet ik niet)

Ik heb eens iets gelezen over alternatieve universa.
Alles het zelfde alleen de constanten van de fundamentele natuurkrachten niet.

Volgens het artikel kan er dan niet te veel anders zijn als bij ons anders is er slechts straling.
Wel kon er met ",wat gerommel," een diproton ontstaan.
(dus een helium kern zonder neutron)

De berekeningen stonden er niet bij.

[physicalattraction]

Ik snap je punt niet. Wat hebben alternatieve universa te maken met iets concreets als halveringstijden? Heb je een link naar een theorie die op puur theoretische gronden halveringstijden voorspelt?

[tempelier]

Ik snap je punt niet. Wat hebben alternatieve universa te maken met iets concreets als halveringstijden? Heb je een link naar een theorie die op puur theoretische gronden halveringstijden voorspelt?

Als je het met andere waarden voor die contanten kunt berken, dan moet die berekening toch ook met onze waarden kloppen?

Die link heb ik niet, ik heb het vrij lang geleden in een tijdschrift gelezen, maar weet niet eens meer welk tijdschrift.