Opgave 6

"Spøgelses-kerner"

Dannelse af radioaktive kerner – i naturen og i laboratoriet

En række radioaktive kerner har så kort en halveringstid, at de normalt ikke ses her på Jorden. Det gælder f.eks. 26Al med T½= 0,7 Mår og 129I med T½ = 15,7 Mår – langt mindre end solsystemets alder på 4,5 Går.

Sådanne kerner er alligevel ikke helt ukendte for os, da de kan dannes i kernereaktorer og andre former for kernereaktioner.

Fra supernova til planetsystem

Før solsystemets dannelse har en eller flere supernovaeksplosioner dannet nogle af de tunge kerner, der senere blev en del af solsystemet, (det gælder alle kerner, der er tungere end 56Fe). Det gælder også 26Al og 129I, som nu altså er henfaldet. Alligevel er det muligt at på- vise eksistensen af sådanne „kort- livede" isotoper i solsystemets barndom ved at se efter deres henfaldsprodukter. 129I henfalder ved et b -henfald til 129Xe, som i nogle meteoritter kan findes i større mængder end på Jorden.

Klik for at få hjælp

Det forklares, med at det ekstra 129Xe stammer fra henfaldet fra 129I. Fra et bestemt tidspunkt DT efter dannelsen af 129I vil 129I og den dannede 129Xe blive fanget i de størknede mineraler i meteoritten. Vi vil undersøge dette tidsrum, DT.

opg06-9.gif (3534 bytes)

Netop da meteoritten størknede, var mængden af 129I bestemt af

Nu, 4,5 Går efter, er alt 129I henfaldet til 129Xe, som ikke er radioaktivt. Man kan nu altså måle et ekstra bidrag til mængden af xenon, som kaldes 129Xe,. Derfor gælder: 129IDT = 129Xe+, som indsat giver:

Det er lettere at måle forholdet mellem to isotoper. Derfor udnyttes tilstedeværelsen af en isotop, der ikke er radioaktiv og som ikke dannes ved et andet henfald: 127I. Der gælder at 127I = 127I0. Der indsættes:

Målinger og teoretiske overvejelser har givet:

Målinger på mange meteoritter har givet

  1. Hvor lang tid er der gået fra kernesyntesen til dannelsen af det stof, som meteoritterne er dannet af?

Resultatet fra a) er desværre meget usikkert. Det skyldes at isotopforholdet (129I / 127I)0 ikke kendes ret godt, især fordi 129I sandsynligvis blev dannet i kernesyntesen over et længere tidsrum, (se figuren) – og ikke i en enkelt supernova.

Mere pålidelige resultater får man ved at indskrænke analysen til en beregning af forskellen i dannelsesalder for to meteoritter. Man får:

hvor DTA -DTB er forskel i dannelsestid mellem de to meteoritter.

  1. Vis ovenstående formel.

For meteoritten Murchison er målt:

mens for Bjurböle:

  1. Beregn forskellen i dannelsestidspunkt for de to meteoritter. Hvilken blev dannet først?