Ydinkartta ja tähtien lapset
Videossa tutustutaan ydinkarttaa ja tähdissä tapahtuviin mielenkiintoisiin ydinreaktioihin kuten protoni-protoni-ketjuun ja kolmois-alfa-prosessiin. Nämä ydinreaktiot ovat välttämättömiä raskaampien alkuaineiden synnylle ja elämälle. Aurinkomme energiantuotanto perustuu protonien fuusioreaktioon.
Lisätietoa:
- Alkuaineiden synty (Turun yliopisto)
- Avaruuden vetymolekyylit ja tähtien synty
- Mikroaaltotaustaustasäteily – kaiku maailmankaikkeuden syntyhetkistä (K.Rummukainen, Oulun yliopisto)
- Lyhyt johdanto siihen miksi olemme täällä
- Alkuaineet (YLE)
Ydinhajoaminen ydinkartalla
Videossa tarkastellaan beeta- ja alfahajoavia ytimiä ydinkartalla sekä kalium-argon iänmääritysmenetelmää. Kalium-40 on yksi monista ”radioaktiivisista kelloista” maankuoressa. K-40 ja Ar-40 isotooppisuhteen ja K-40 puoliintumisajan perusteella voidaan määrittää esimerkiksi kallioiden ja kivien ikiä. Videossa tutustutaan luonnossa esiintyviin raskaisiin uraanin isotooppeihin ( U-234, U-235, U-238 ) sekä torium Th-232 -isotooppiin myös plutoniumin tuottoreaktio käydään läpi. Plutonium on mm. ydinaseiden valmistukseen käytetty fissioituva isotooppi.
Fissioreaktio, ydinvoimala ja ydinase
Videossa tutustutaan Pu-239 ja U-235 isotooppien fissioreaktioihin, tutustutaan ydinaseiden ja ydinvoimaloiden toimintaperiaatteisiin sekä siihen miksi ydinlaskeuman vaikutukset eloperäisiin organismeihin ovat niin tuhoisat. Cesium-137:n hajoamiskaavio, kriittisenmassan käsite sekä Hirosimaan vuonna 1945 pudotetun ”Little Boy” -ydinpommin toimintaperiaate käydään myös läpi.
Lisätietoa:
- The Nuclear Weapon Archive
- Ydinaseiden jaottelu
- Nuclear Weapon Design (Federation of American Scientists)
- Nuclear weapons technology (Federation of American Scientists)
U-238 hajoamisketju, ydinhajoaminen ja Maan ikä
Videossa tutustutaan uraani-238 pitkään hajoamisketjuun ydinkartan avulla sekä kerrataan ydinhajoamislajeja simulaatioiden avulla. U-238 ja Pb-206 isotooppisuhteen avulla voidaan määrittää mm. maapallomme ikä. Videossa tulee hyvin kerrattua hajoamislajeja ydinkartan äärellä.
Lisätietoa:
- Radiometric Dating, A Christian Perspective (Dr. Roger C. Wiens, The American Scientific Affiliation)
- Vanha maa ja maailmankaikkeus (K.Tikkanen, Oulun yliopisto)
- Iänmääritysmenetelmä (Wikipedia)
- Maa – ihmisen kotiplaneetta (YLE)
Hei tuota kun en ole kuitenkaan lukiota käynyt, mutta itsekseni yritän sisäistää näitä asioita niin kaipaisin yhteen kysymykseen kipeästi vastausta. Kun on tämä ydinten lukumäärä ajan t kuluttua, niin onko yhtälössä N=N0*e^(t/T) tämä e arvoltaan 0,5? Vai onko sillä joku muu arvo? Tähän en löytäny vastausta edes googlettamalla, mutta koska kyseessä on kuitenkin puoliintumisaika niin tekisi mieli tehdä tuo oletus.
Ei, Neperin luku e on matemaattinen vakio (2.71828…) joka liittyy eksponentiaaliseen kasvuun. Eksponenttifunktioita voidaan ilmaista e:n avulla. Sulla on ilmeisesti mennyt kaksi eri muotoa tuosta hajoamislaista hieman sekaisin. Se voidaan tosiaan ilmaista 0.5:n potenssina, jolloin N = N_0 * 0.5^(t/T) jossa N_0 on aineen määrä alussa, T aineen puoliintumisaika ja t kulunut aika, jolloin N on tosiaan puolittunut kun t/T = 1.
Toisaalta hajoamislaki voidaan esittää muodossa N = N_0 * e^(-lambda*t), jossa lambda on aineelle ominainen hajoamisvakio ja T = ln2/lambda.