Zadanie 1

Korzystamy ze wzoru:

 

gdzie:

m - masa próbki po upływie t lat

m0 - początkowa masa próbki

T - okres połowicznego rozpadu


a) Obliczamy okres połowicznego rozpadu jodu-131, jeśli z próbki o masie 4,8 g po 16 dniach pozostaje 1,2 g

 

 

Podstawiamy dane do wzoru:

 

  

 

 

 

 

 

(czas podany był w dniach, więc okres połowicznego rozpadu także podajemy w dniach)

 

Okres połowicznego rozpadu jodu-131 wynosi 8 dni.


b) Obliczamy okres połowicznego rozpadu neptunu-239, jeśli z próbki o masie 40 g po 7 dniach pozostaje 5 g

 

 

Podstawiamy dane do wzoru:

 

 

 

 

 

 

  

Okres połowicznego rozpadu neptunu-239 wynosi 2 1/3 dni.


Zadanie 2

Korzystamy ze wzoru:

gdzie:

m - masa próbki po upływie t lat

m0 - początkowa masa próbki

T - okres połowicznego rozpadu   

 

Obliczamy okres połowicznego rozpadu plutonu-239, jeśli po 100 000 latach jego masa zmniejsza się o 75%.

      

Podstawiamy dane do wzoru:

   

   

 

         

 

 

 

 

Okres połowicznego rozpadu plutonu-239 wynosi 50 000 lat.


Zadanie 3

Korzystamy ze wzoru:

gdzie:

m - masa próbki po upływie t lat

m0 - początkowa masa próbki

t - czas, po jakim próbka osiąga wagę m

 

a) Zawartość izotopu 14C jest mniejsza od zawartości początkowej o 20%.

 

Podstawiamy dane do wzoru i obliczamy t:   

 

 

  

 

 

      

Próbka, w której zawartości izotopu 14C jest mniejsza od zawartości początkowej o 20 % ma około 1834 lat.


b) Zawartość izotopu 14C jest mniejsza od zawartości początkowej o 80%.

 

Podstawiamy dane do wzoru i obliczamy t:

  

 

  

  

 

      

Próbka, w której zawartości izotopu 14C jest mniejsza od zawartości początkowej o 80 % ma około 13 235 lat.


Zadanie 4

Stosunek ilości izotopu 14C do 12C w znalezisku jest równy 1:1013.

Oznaczmy przez x masę izotopu 14C w znalezisku. Wówczas:

 

Masa izotopu 12C pozostaje niezmienna.

Wiemy z wiadomości w podręczniku na str. 95, że stosunek ilości izotopu węgla 14C do izotopu 12C wynosi około 1,510-12

Stosunek ilości początkowej masy izotopu 14C do 12C w znaklezisku wynosił 1,5 10-12

  

Masa izotopu 12C pozostaje niezmienna, więc :

 

   

 

 

 

Aby wyznaczyć wiek znaleziska korzystamy ze wzoru:

 

gdzie:

m - masa izotopu 14C  po upływie t lat

m0 - początkowa masa izotopu 14C    

 

Podstawiamy dane:

 

 

 

 

 

 

 

  

 

Odp. Wiek znaleziska to około 22 269 lat.


Zadanie 5

Korzystamy ze wzoru:

gdzie:

m - masa próbki po upływie t lat

m0 - początkowa masa próbki

t - czas, po jakim próbka osiąga wagę m

 

a) Wiemy, że egipska mumia ma 3330 lat. Zastanawiamy się, ile procent początkowej zawartości izotopu 14C znajduje się  w niej.

Masa izotopu 14C po 3330 latach wyraża się wzorem:

 

Początkowa masa to m0.

Zapiszmy jakim procentem początkowej masy izotopu 14C jest masa tego izotopu po 3330 latach:

     

Wykonujemy podstawienie:

   

Masa izotopu 14C po 3330 latach stanowi około 67% początkowej masy tego izotopu.


b) Wiemy, że kości mają 17 000 lat. Zastanawiamy się, ile procent początkowej zawartości izotopu 14C znajduje się w nich.

Masa izotopu 14C w kościach po 17 000 latach wyraża się wzorem:

  

Początkowa masa to m0.

Zapiszmy jakim procentem początkowej masy izotopu 14C jest masa tego izotopu po 17 000 latach:

  

Wykonujemy podstawienie:

   

Masa izotopu 14C w kościach po 17 000 latach stanowi około 13% początkowej masy tego izotopu.