Aufgabe Radioaktiver Zerfall?
Hey, kann mir jemand bei dieser Aufgabe helfen?
5.0 Der Marsroboter ,,Curiosity" gewinnt seine Energie mithilfe eines Radioisotopengenerators. Er enthält 3,6 kg Plutonium-238, einen α-Strahler mit einer Halbwertszeit von 88 Jahren. Beim spontanen Zerfall des Radionuklids entsteht auch thermische Energie, die mit einem Wirkungsgrad von 8 % in elektrische Energie umgewandelt und in Batterien zwischenge speichert wird. Die Wärmeleistung des Brennstoffs beträgt 450 W pro Kilogramm.
5.1 Gib die Zerfallsgleichung an.
5.2 Berechne die zu Beginn des Zerfallsprozesses vom Thermogenerator abgegebene elektrische Leistung.
5.3 Berechne, wie viel Kilogramm Plutonium-238 nach 10 Jahren noch vorhanden sind und die Wärmeleistung zu diesem Zeitpunkt.
Danke im Voraus :))
1 Antwort
5.1 Die Zerfallsgleichung besteht aus links dem Ausgangsnuklid, also hier Pu-238, dann einem Pfeil, und rechts dem, was bei dem Zerfall entsteht, also dem Alphateilchen plus dem, was vom Pu-238-Kern übrigbleibt, wenn man ein Alphateilchen davon subtrahiert. Man kann auch die pro Atom freiwerdende Energie noch dazuschreiben, das sind ein paar MeV.
5.2 Die elektrische Leistung ist die Wärmeleistung mal dem Wirkungsgrad des thermoelektrischen Generators.
5.3 Schau, wie viele Halbwertszeiten die 10 Jahre sind, sagen wir mal es sind x Halbwertszeiten, und nimm dann die Anfangsmenge mal (1/2)^x.
https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/grundwissen/halbwertszeit