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Aufgabe radioaktiver Zerfall:

Eine radioaktive Substanz zerfällt nach dem Zerfallsgesetz:

\( n(t) = n_{0} e^{ \lambda t} \)

(a) Das Element Darmstadtium \( { }_{110}^{282} \) Ds besitzt eine Halbwertszeit von \( 1.1 \mathrm{~min} \). Berechnen Sie die Zerfallskonstante \( \lambda \) in \( \left[s^{-1}\right] \).

(b) Pflanzliche (und tierische) Zellen nehmen neben normalem Kohlenstoff auch radioaktiven Kohlenstoff \( { }^{14} \mathrm{C} \) auf. Wenn der Organismus stirbt, wird kein weiterer Kohlenstoff aufgenommen und der \( { }^{14} \mathrm{C} \)-Gehalt sinkt jahrlich um etwa \( 0.0121 \% \) durch Zerfall. Da der Anteil an radioaktivem Kohlenstoff seit Jahrtausenden konstant ist, ist es möglich, für Hözer und andere Materialien pflanzlichen Ursprungs Altersbestimmungen durch Messung des \( { }^{14} \mathrm{C} \)-Gehaltes vorzunehmen ("Radiokarbonmethode").

In einem Holzspeer wurden nach Untersuchungen noch \( 30.7 \% \) des Anteils an Kohlenstoff \( { }^{14} \mathrm{C} \) gemessen, der in lebendem Gewebe vorhanden ist. Bestimmen Sie das Alter des Holzspeeres in Jahren.

Hinweis: Beachten Sie die Einheiten (s, min, h, d, a).

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1.1 min = 66 s

0.5^{t/66} = e^{- 0.01050223·t}

ln(0.5)/66 = - 0.01050223

(1 - 0.000121)^t = 0.307

t = 9759 Jahre

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Vielen Dank und Wahnsinn was für eine Geschwindigkeit! Wie hast du das jetzt hergeleitet?...ich darf leider keinen Taschenrechner nutzen...

Ich denke schon das man dafür einen Taschenrechner verwenden darf. Also ich bin sehr schlecht im Kopfrechnen und würde sowas keinem im Kopf zumuten wollen.

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Die Lösung einmal Schrittweise

t = 66 s

n ( t ) = n ( 0 ) * e^{-λ*t}

Halbwertzeit = nur noch die Hälfte der Anfangsmenge ist vorhanden.
Das bedeutet : n ( t ) / n ( 0 ) = 0.5
0.5 = e^{-λ*t}
0.5 = e^{-λ*66}  | ln ( )
-λ*66 = ln( 0.5 )
-λ = -0.0105
λ = 0.0105

Sinkrate ( ähnlich dem Verzinsungsfaktor )
100 % - 0.0121 % = 99.9879 %
0.999879
0.307 = 0.999879^t
t * ln ( 0.999879 ) = ln( 0.307 )
t = 9759 Jahre
Avatar von 123 k 🚀

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