Ved udskrift bør der udskrives på tværs af papiret (landscape)
for at få den fulde bredde med.

1. Nuklider

Opgaver 1: Nuklider

1.1
Hvad er fælles for nuklider, der er afbildet i samme vandrette række?
(De har samme antal _____________ )

1.2
Hvad er fælles for nuklider, der er afbildet i samme lodrette række?

1.3 Hvad er fælles for nuklider, der er afbildet i samme skrå række? (Se hosstående figur!)

1.4
Hvis to nuklider har lige mange protoner, hvilken lighed er der da mellem dem, hvis vi vil indordne dem i grundstoffernes periodiske system?

1.5
Hvad betyder de kemiske forkortelser H, He, Li og Be?
(Find stofferne i det periodiske system: PS1 eller PS2)

1.6
Et nuklid af grundstoffet Li er betegnet med nogle indekstal foran den kemiske betegnelse. Vi kalder indekstallene A og Z således: ^A_ZLi
Find ud af, hvad indekstallene står for! (A angiver antallet af _________, og Z angiver ____________)
Idet det oplyses, at A = Z + N, må N stå for antallet af _________.

1.7
Et nuklid, der ikke er med på tegningerne ovenfor, betegnes ¹¹₅B
Hvilket grundstof er det?
Hvor mange nukleoner indeholder kernen?
Hvor mange protoner?
Hvor mange neutroner?
Hvor mange elektroner har det udadtil elektrisk neutrale atom?
Hvilket nummer har grundstoffet i det periodiske system?
Hvis ¹¹₅B skulle have været indtegnet i nuklidtavleudsnittet ovenfor, skulle det have været tegnet i en rubrik lige over nuklidet med betegnelsen ________.

1.8
Hvor mange radioaktive nuklider tilhører grundstoffet Li?
De ikke-radioaktive nuklider kalder vi stabile.
Hvor mange er der af dem for lithiums vedkommende?
(På et rigtigt nuklidkort har de stabile nuklider almindeligvis sort baggrundfarve).

1.9
Hvilke af nukliderne på ovenstående tavle har 3 protoner?
Hvilke har 3 neutroner?
Hvilke har 3 nukleoner?

1.10
Hvordan vil du betegne en atomkerne af grundstoffet fluor (kemisk symbol: F), når den har 9 protoner og 10 neutroner?

Til de følgende opgaver anvendes »Udsnit af KERNEKORT«, © Jens Jørgen Vinther, 1993, Forlaget VVC, ISBN 87-87544-04-0, eller tilsvarende.
I kortets nederste højre hjørne genfinder vi nuklider tilhørende grundstofferne hydrogen, helium, lithium og beryllium.

1.11
Til nuklidkortsudsnittet er anvendt en anden håndbog end til modeltavlen på figuren forrest i dette kapitel.

1. Hvilke nuklider er med på modeltavlen og ikke på nuklidkortsudsnittet?
2. Hvilke nuklider er med på nuklidkortsudsnittet og ikke på modeltavlen?
3. Er de stabile nuklider med begge steder?
4. Kan du finde en begrundelse for, at nogle af nukliderne kun er med et af stederne?

1. Hvad er bors atommasse?
   Hvad hedder de i naturen forekommende bor-isotoper=
2. Hvad er berylliums atommasse?
   Hvad må massen af et Be-9-atom være?
3. Hvilke af de første 11 grundstoffer findes i naturen bestående af kun én isotop?

1. Hvor mange nitrogen-isotoper er der?
   Hvor mange af disse er stabile?
2. 1: Hvad hedder den længstlevende radioaktive nitrogenisotop?
   2: Hvad er dens halveringstid?
   3: Hvor lang tid er der gået, når der er 1/32 af den oprindelige radioaktive mængde tilbage? (Antal halveringstider og antal minutter).
   4: Radioaktive stoffer henfalder (omdannes) til andre stoffer under udsendelse af ioniserende stråling (atomer og molekyler, der rammes af ioniserende stråler, omdannes til ioner), og strålingsarterne er angivet som "henfaldsmåder" (se tegnforklaringen til nuklidkortet).
   Hvilke slags ioniserende stråling udsendes fra den længstlevende radioaktive nitrogen-isotop?
   5: Den omtalte nitrogen-isotop omdannes til C-13.
   Hvilke ændringer er der sket i kernen?

1. Hvilke neptunium-isotoper henfalder kun ved spontan fission (sf)?
2. Inden for hvilket hyppighedsinterval kan også Np-237 fissionere spontant?

1.15
Når Am-234 fissionerer spontant, kan den ene af de nye kerner, der dannes, være en ₅₇La-kerne.

1. Hvilket grundstof tilhører den anden kerne?
   (Det samlede antal protoner er konstant).
2. Hvis vi antager, at lanthan-kernen er ¹³⁹₅₇La, og at der udsendes 2 frie neutroner ved processen, hvilken isotop er da den anden kerne?
   (Det samlede antal neutroner er konstant).

1.16
Find Pb-204 på nuklidkortsudsnittet.

1. Hvad er halveringstiden?
   Som et mål for hvor længe et stofs radioaktivitet er om at "klinge af" bruger man ofte 10 halveringstider.
2. Hvor længe er radioaktiviteten om at klinge af for Pb-204's vedkommende?

⁹⁹₄₃Tc* og ⁹⁹₄₃Tc er isomere (afbildes i samme felt). Isomeren mærket med * er exciteret (anslået tilstand, den højeste af de to energitilstande).

3. Naturlig radioaktivitet

Henfaldsrækker efter naturligt forekommende nuklider

De fleste kendte nuklider er kunstigt fremstillet i dette og forrige århundrede, men der findes en del radioaktive nuklider, der forekommer i naturen og hvis eksistens går tilbage til Jordens opståen for ca. 4,6 · 10⁹ år siden. Disse nuklider omdannes efterhånden ved radioaktivt henfald, og de vil til sin tid alle være blevet til stabile nuklider. At de radioaktive nuklider stadig findes i naturen skyldes deres meget lange halveringstid i størrelsesorden som Jordens alder. (Find f.eks. på nuklidkortet halveringstiden for U-238).
Uran er et af de radioaktive stoffer, der findes i naturen. En klump uran vil imidlertid aldrig være ren, idet der i den også vil være de stoffer, de omdannede kerner er blevet til, foruden de kerner, som disse stoffer igen er blevet til osv. indtil vi kommer til stabilt bly, som er sidste led i rækken. Derudover vil uranmineralet indeholde luftlommer med helium. (Hvorfor det?)
En opstilling af alle leddene i rækken fra det første naturligt forekommende nuklid over datterkerner til stabilt nuklid kaldes en naturlig henfaldsrække. Ud over de nuklider, der forekommer i de naturlige henfaldsrækker findes der i naturen også nuklider, der er opstået ved spontan fission (sf). (Find på nuklidkortet, hvilke uranisotoper der fissionerer spontant!)
Der er fire naturlige henfaldsrækker, hvoraf de tre stadig eksisterer. Den fjerde, plutonium-neptunium-rækken, må anses for uddød på nuværende tidspunkt, da den længste halveringstid i denne henfaldsrække kun er på 2,14 · 10⁶ år. (Hvilket nuklid er det?)

De naturlige henfaldsrækker:
1) Thorium-rækken begyndende med Th-232
2) Uran-actinium-rækken begyndende med U-235
3) Uran-radium-rækken begyndende med U-238
[4) Plutonium-neptunium-rækken begyndende med Pu-241 ]
Henfaldsrækkerne kan følges på nuklidkortsudsnittet.

Opgaver 3: Naturlig radioaktivitet

Indtegn thorium-henfaldsrækken på ovenstående kort. Medtag forgreninger, der følger af, at nogle af nukliderne i rækken kan henfalde på mere end én måde. De nødvendige oplysninger findes på nuklidkortsudsnittet.

3.2.
a) Opskriv uran-actinium-henfaldsrækken.
b) Opskriv uran-radium-henfaldsrækken.
c) Opskriv plutonium-neptunium-henfaldsrækken.

3.3.
Hver af de i opgave 2 nævnte henfaldsrækker indtegnes på en kopi af nuklidkortsudsnittet. Hvert led i rækken markeres med en ring og forbindes med pile, der viser i hvilken rækkefølge de enkelte nuklider dannes. Ved pilene anføres henfaldsmåden som vist i opgave 1.

3.4.
a) Hvilke henfaldsmåder forekommer i de naturlige henfaldsrækker ud over spontan fission?
b) Hvilke henfaldsmåder forekommer altså kun i forbindelse med kunstigt fremstillede nuklider?

3.5.
Hvorfor er det ikke så let at følge de kerner, der fissionerer spontant?

---

Opgaver 4: Radioaktive henfaldsrækker

efter kunstigt fremstillede nuklider

---

© 1982-2005 Hans Christophersen