Zerfall von Plutonium-238

[fantasio]

Hallo,

Ich hab eine Aufgabe die ihc nicht lösen kann:
-Wieviel Energie wird bei einem Zerfall von Pu-238 frei ?

Ich hab keine ahnung wie ich die Energiefreigabe berechnen kann...

Bitte helft mir schnell

fantasio

[alpha]

Ich bin mir nicht sicher, aber ich dachte, man könne da etwas über die Massen berechnen:
Musst mal sehen, ob das ein "vernünftiges" Resultat gibt, aber wenn man von der Masse von Pu-238 die Massen der "Produkte" abzieht, so sollte eigentlich eine Massendifferenz entstehen (ist ja keine chemische Reaktion, bei der Massenerhalt gelten muss!) - Und dann über den guten alten Einstein: E=mc2, das sollte eine Energie geben.

Wie gesagt, ich bin mir nicht ganz sicher, aber ich meinte, es könnte so gehen.

Grüsse
Stephan

[AV]

So sollte es eigentlich gehen ... und das Pu-238 ein alpha-Strahler ist, sollte das auch relativ Problemlos gehen, zumal nicht irgendwelche komischen Teile wie Neutrinos, Neutronen oder Positronen oder son Zeugs entstehen ...

[Gast]

Hallo

Ich muss die Energie in Joule angeben und das einzige was ich weiss ist das 1 sievert = 1 Joule/kg ist und das die Halbwertszeit von Pu bei ca. 86 Jahren liegt.

woher wisst ihr das Pu ein alpha strahler ist, kann man das irgendwie aus dem periodensystem herauslesen ??

[AV]

Dafür gibt es Isotopentafeln ... schau mal im Physikbuch hinten nach

[Gast]

Die Formel E=mc^2:

wird die masse immer in gramm oder kilogramm angegeben ?
wird die Lichtgeschwindigkeit in m/s oder km/h angegeben?

Ich hab die freie Energie mal ausgerechnet aber das gab mir einen viel zu hohen Wert (1,8*10^14)...

was hab ich falsch gemacht ???

[Gast]

1,8*10^14 Joule

[AV]

Einheiten immer in SI-Einheiten:also kg und m/s ...
Raus kommen sollen übrigens etwa 5.6MeV ...

[Gast]

Wie hast du das gerechnet ?

[AV]

ehrlich gesagt hab ich das nachgeschaut

[Gast]

Es müsste ja theoretisch mit E=mc^2 zu berechnen sein.

Das einzige was ich von meinem chemielehrer weiss ist dass 1 kilo Uranoxid beim vollständigen Zerfall eine Energie von 90 milliarden Joule abgibt , aber Plutonium... ???

Stimmt es dass:
-alpha-Zerfall= 20 sievert enrgie
-Beta-plus-minus= 1 sievert energie

schua mal diesen link an: http://chemlab.pc.maricopa.edu/periodic/Pu.html#is

[AV]

So ... hab's jetzt nochmal nachgerechnet, der Wert passt!

Du musst halt die genauen Massen der einzelnen Kerne hernehmen
Siehe Hier:
http://atom.kaeri.re.kr/ton/
Und dann die Massen der Produkte (234-U und 4-He) von der Masse des 238-Pu abziehen. (alles in g/mol)
Es wird ein kleiner Unterschied auftreten, der Massendefekt ... der liegt hier bei etwa 6mg/mol ...

mit der eingangs erwähnten Formel E=mc2
(Einheiten wie gesagt in kg und m/s)
Wert für C gibt's hier:
http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?c
Bekommst Du nun die Energie in J für den Zerfall von 1 mol 238-Pu heraus ...
Wenn Du es nur für ein Atom haben willst, musst Du natürlich noch durch die Avogadrozahl teilen
Genauer Wert hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Avogadrozahl

Die genauen Werte zu nehmen und nicht irgendwelche Rundungen ist hier ziemlich wichtig, da es hier um recht kleine Unterschiede handelt, gerade was die Massen angeht ...

Die Energie, die Du pro Atom herausbekommst ist entsprechend auch recht dürftig (ungefähr 9*10-13 J ... Wenn Du das in eV umrechnen willst, was eine scönere Zahl gibt (siehe oben) ..
Hier ist ein feiner Einheitenrechner:
http://www.pi1.physik.uni-stuttgart.de/indexjs.html

[AV]

unabhängig vom zerfallenden Atom kann man das nicht oauschal sagen, wieviel bei welchem Zerfall frei wird, da der Massendefekt keine konstante Größe ist!
Das muss immer für den Spezialfall berechnet werden, wie, das hab ich Dir ja gerade beschrieben!

[AV]

ist ja keine chemische Reaktion, bei der Massenerhalt gelten muss!

Nur mal so nebenbei:

Bei chemischen Reaktionen gilt der Massenerhalt streng genommen genausowenig, da gibt es den Massendefekt auch, nur ist der Effekt derart klein, dass man ihn ruhigen Gewissens vernachlässigen darf ...

[Gast]

Also:

-5,0604186*10^21 Pu-Atome sind gleich 2g Plutonium

ich hab gerechnet: 5,0604186*10^-21 * Lichtgeschwindigkeit = 0,000455438 J,das kann aber nicht der richtige wert sein.

dann hab ich mal deine Energie pro Atom auf 2g Pu umgerechnet und das ergab dann 4554376240 Joule.

warum krig ich so wenig Joule heraus ??