4 svar
446 visningar
Plopp99 är nöjd med hjälpen
Plopp99 265
Postad: 14 aug 2018 18:37

Kärnfysik

Hej! Nedan är formeln för ett ämnes exponentiella avtagande som funktion av tiden. Alltså, mängden (antalet atomer eller partiklar), N(t) som återstår vid tiden t kan beräknas enligt

N(t)=N(0)×2-t/T1/2


där T1/2  är halveringstiden.
I enlighet med denna Wikipedia artikeln, https://sv.m.wikipedia.org/wiki/Clair_Patterson, daterade Patterson jordens ålder genom en då ny dateringsmetod, baserad på blyisotoper (den så kallade bly-bly-metoden). Han utgick från att meteoriterna hade skapats samtidigt som jorden, och använde sin dateringsmetod på en stenmeteorit. Jag förstår hur man kan beräkna halveringstidskonstanten, t är det som sökes när vi vill avgöra jordens ålder, N(t) blir i detta fallet är andelen av av bly som sönderfallit efter en viss tid t. Det jag undrar är, hur vet man hur stor den ursprungliga andelen som hade sönderfallit då jorden formades? Är det så att ingen andel från början hade sönderfallit?


Tack på förhand.

SeriousCephalopod 2692
Postad: 14 aug 2018 19:58

Söker runt lite på det själv n uför kul skull men utgående från första paragrafen i artikeln om uran-bly-datering utgår analysen av zirkon-kristaller som kan återfinnas på jorden eller i meteoriter (och där de i meteroriter förmodas vara gamla) stelnar med föroreningar av uran/throium men med minimala föroreringar av bly så om man smular en zirkon-sten och finner bly inuti den så är antagandet att detta bly bildats från sönderfallet av utan/torium eftersom det inte kan ha varit där vid formandet av stenen. Motsvarande anmärkning i zirkonartikeln.

Innehåller zirkonen bara uran och inget bly är stenen ung medan om den innehåller mer bly så är den äldre. 

Denna metod används som principmodell för utvecklingen andra metoder men kunde inte användas på meteoriter då de inte innehöll zirkoner eller mineral med liknande egenskaper. Istället är de mineral man kan utgå från även förorenade med bly-isotoper från deras formande men tydligen kunde man ust rikta sin uppmärksamhet mot bly-isotoperna om man involverade ett nytt antagande:

Antagande: Järnrika meteoriter innehöll inga radioaktiva ämnen när de ursprungligen formades så proportionen av olika blyisotoper som återfinns i dessa representerar proportionen som var gällande vid stelnandet av planetoiden från vilken meteoriten slogs loss. Jämför detta med att jorden har en järnkärna. (från)

Detta är användbart då Bly-204 inte bildas genom radioaktivt sönderfall utan istället vid äldre processer som i stjärnor och allt sådfant bly är 'ursprungligt'. Över tid bildas dock mer Bly-207 och Bly-206 genom att exmeplvis Uran-238 och Uran-235 sönderfaller. För järnfattiga meteoriter som istället förväntas ha kommit från planetoidernas ytor innehåller uran så kan man jämföra hur mycket Bly-207,Bly-206, och ursprungligt Bly-204 som finns i dessa och jämföra med järnmeteoriternas förhållanden och jömföra med kvoten av Uran-238/Uran-235 som är gällande idag.

Från dessa tre mätdata; urspugnliga föhållandet av bly-isotoper; dagens förhållande av blyisotoper; och dagens förhållande av uran-isotoper sidogår man behovet av att veta något om mängden ursprungligt uran och kan tydligen bestämma meteoriternas ålder till drygt 4.55 miljarder år. 

Plopp99 265
Postad: 16 aug 2018 22:28

Jag uppskattar ditt svar men det är otydligt tycker jag. Ursäkta min uppriktighet. Min avsikt är god, jag vill endast lära mig så mycket som möjligt. Sen förstår jag att det är svårt att besvara alla mina frågor. 

Första stycket: Varför förmodades zirkon kristaller i meteoriter vara gamla? Alltså, inuti meteoriterna stelnar förereningar tillsammans med zirkon kristallerna? En av de föroreningarna är bly, det finns dock ytterst lite bly (därmed antagandet att den är ung). Stämmer detta? Ingår Uran och Torium i Zirkon och hädan efter sönderfaller eller sitter dom bundna till Zirkonet?Varför kunde inte bly vart inuti meteoriten när den formades? 

Andra stycket: Tydlig mening men osubstansierad.

Tredje stycket: Det jag förstod är att bly-bly metoden (användes som principmodell) inte kunde användas då meteoriter inte innehåller några zirkonkristaller med föroreningar bundna till dom, däribland föroreningar såsom Uran/Torium som kan sönderfalla till Bly. Likartat var fallet för andra mineraler som innehåller radioaktiva ämnen, de fanns inte i meteoriterna. Nu blir det konstigt för mig, du verkar påstå att de fanns mineraler med radioaktiva isotoper som man nu kunde utgå ifrån? Du verkar påstå att de material man annars kunde utgått ifrån var förorenade med bly isotoper? Därav kunde man inte särskilja vilket bly som hade sönderfallet till bly grundtillstånd från blyisotoperna och vilka som hade gjort det från Uran och Torium? Förstod jag det rätt? Eller var det så att blyisotoperna var där från början sen dess formande (hur vet

man detta?) och man har svårt att särskilja de blyisotoperna som må skapats av sönderfallet från Uran/Torium (eller vilket ämne det nu än var i de andra mineralerna) från de ursprungliga vid meteoritens formande?

Fjärde stycket: Hur pass rimligt är det antagandet? Att det inte fanns radioaktiva ämnen i de järnrika meteoriterna? 

Femte stycket: Sidfråga, varför bildas bly-204 endast vid processor som vis stjärnor? Vilka är de grundläggande förutsättningar för bly-204 bildning? Vad är det som leder till att man antar att vissa meteoriter kommit från planetoiders ytor? Ok, vi får fram hur mycket bly-207 och bly-206 som skapats av Uran238 respektive Uran235 sönderfall. Låt oss anta att antagandet angående Bly204 existens är sant, den har funnits sedan meteoritens formande. Vad menar du med ”jämföra med järnmeteoritens förhållande”? Men om jag förstod det rätt, Uran238/235 sönderfaller till Bly207/206. Allt Bly207/206 har en gång vart Uran238/235. Vi känner till halveringstiden men inte den ursprungliga mängden Uran? Eller jo? Är det sant att den ursprungliga mängden Uran blir, *Ursprungliga mängd Uran238/235*=*Mängden Uran235/238 idag* + *MängdenBly207/206*. Genom detta vis så tycker jag det är logiskt koherent. Kan inte samma teknik amvändas gälla blyisotopernas sönderfall?

SeriousCephalopod 2692
Postad: 17 aug 2018 10:24

Allt det jag skrev är tolkningar av wiki-sidorna jag länkade till så min avsikt var att kondensera begreppen så att mellanrummen som uppstod vid inläsningen kunde fyllas av att konsultera länkarna men vi kan utveckla dina frågeställningar

Första stycket: Varför förmodades zirkon kristaller i meteoriter vara gamla? Alltså, inuti meteoriterna stelnar förereningar tillsammans med zirkon kristallerna? En av de föroreningarna är bly, det finns dock ytterst lite bly (därmed antagandet att den är ung). Stämmer detta? Ingår Uran och Torium i Zirkon och hädan efter sönderfaller eller sitter dom bundna till Zirkonet?Varför kunde inte bly vart inuti meteoriten när den formades?

När flytande mineral stelnar tenderar det inte forma en homogen klump utan olika föreningar kondenserar i separata områden och kristaler. Kolla på granit med sin spräckliga yta och är inte mer avancerat än att det när flytande sten stelnar kan bildas några zirkonkristaller. Nu verkar dock Zirkon-kristaller dock inte förekomma i de flesta meteoriter, kanske för det interna trycket i en asteroid eller planetooid inte är tillräckligt högt då de är mindre. Zirkoner togs upp av mig för att jag tyckte att de var ett lättförstått exempel på hur radiodatering av mineral går till.

Tredje stycket: Det jag förstod är att bly-bly metoden (användes som principmodell) inte kunde användas då meteoriter inte innehåller några zirkonkristaller med föroreningar bundna till dom, däribland föroreningar såsom Uran/Torium som kan sönderfalla till Bly. Likartat var fallet för andra mineraler som innehåller radioaktiva ämnen, de fanns inte i meteoriterna. Nu blir det konstigt för mig, du verkar påstå att de fanns mineraler med radioaktiva isotoper som man nu kunde utgå ifrån? Du verkar påstå att de material man annars kunde utgått ifrån var förorenade med bly isotoper? Därav kunde man inte särskilja vilket bly som hade sönderfallet till bly grundtillstånd från blyisotoperna och vilka som hade gjort det från Uran och Torium? Förstod jag det rätt? Eller var det så att blyisotoperna var där från början sen dess formande (hur vet

man detta?) och man har svårt att särskilja de blyisotoperna som må skapats av sönderfallet från Uran/Torium (eller vilket ämne det nu än var i de andra mineralerna) från de ursprungliga vid meteoritens formande?

Du har vänt på väldigt många av mina formuleringar här såsom att bly-bly inte gick att använda vid datering av meteoriter när jag skrev att det var den metoden man använde, eller att bly-bly var 'principmodellen' när jag skrev att uran-bly var principmodellen. Det där om att materialen man kunde utgå från var förorenade av bly även vid deras formande

Fjärde stycket: Hur pass rimligt är det antagandet? Att det inte fanns radioaktiva ämnen i de järnrika meteoriterna?

Jag vet inte. Jag bara återger vad som stod i artikeln men att innehållet i en planetoid/planet skiktar sig och fördelar sig i olika koncentrationer vid yta och botten är ju nogot man förväntar sig.

Femte stycket: Sidfråga, varför bildas bly-204 endast vid processor som vis stjärnor? Vilka är de grundläggande förutsättningar för bly-204 bildning? Vad är det som leder till att man antar att vissa meteoriter kommit från planetoiders ytor?

Jag vet inte men vi har ju hittills inte hittat någon naturligt förekommande radioaktiv isotop som sönderfaller till bly-204 och är inte ett mer avancerat resonemang att om ämnet inte kan bildas genom radioaktivt sönderfall, medan mekanismen som skapar alla ämnen i universum är fusion av ursprungligt väte och helium till tyngre ämnen i stjärnor.

Man utgår från en modell/teori av solsystemets historia där meteoriter uppstått genom att det i solsystemets tidiga historia formats småplaneter/planetooider från småpartiklar ungefär samtidigt som jorden och där de största fick en flytande kärna likt jorden, men där dessa i ett senare skede kolliderade med varandra och slogs sönder till mindre bitar, meteoriter. Om så inte var fallet skulle ju meteoriter inte kunna användas för att datera jorden.

Men om jag förstod det rätt, Uran238/235 sönderfaller till Bly207/206. Allt Bly207/206 har en gång vart Uran238/235. Vi känner till halveringstiden men inte den ursprungliga mängden Uran? Eller jo? Är det sant att den ursprungliga mängden Uran blir, *Ursprungliga mängd Uran238/235*=*Mängden Uran235/238 idag* + *MängdenBly207/206*. Genom detta vis så tycker jag det är logiskt koherent. Kan inte samma teknik amvändas gälla blyisotopernas sönderfall?

"Ursprungliga mängd Uran238/235*=*Mängden Uran235/238 idag* + *MängdenBly207/206" stämmer här och är grunden för uran-bly-metoden. Om du hade ett material som var rent från bly när det stelnade så kan man applicera detta ganska rakt för åldern (zirkon).

Nu var det dock snarare så att meteoriter följde något i stil med:

"Ursprungliga mängd Uran238/235 + Bly207/206 + Bly204 =*Mängden Uran235/238 idag* + *MängdenBly207/206 + Bly204"

Eftersom när solsystemet formades hade ju uran flytit runt i tomheten och sönderfallit till bly i miljarder så dammsörjan var inte ren på bly så man behövde lista ut hur mycket bly som fanns när meteoriten stelnade/anslamlades så att denna term i någon mening kan strykas från ekvationen.

Plopp99 265
Postad: 19 aug 2018 14:05

Tack så hjärtligt mycket för ditt utvecklade svar! Nu känner jag mig belåten och förhoppningsvis en smula kunnigare.

Svara Avbryt
Close