Elevforsøk #5: Halveringstid med terningkast

Hensikt:

Å simulere halveringstiden til et radioaktivt stoff.

Utstyr:

- Krus med 20 tegninger

Forsøksbeskrivelse:

Å kaste 20 terninger, og plukke ut eventuelle seksere vi fikk. En sekser kan vi late som at er spalting av en atomkjerne. På grunn av begrenset med terninger, kastet vi 20 terninger i fem serier, som blir det samme som å kaste 100 terninger på en gang.

1. Vi kastet alle de 20 terningene samtidig, og plukket bort eventuelle seksere som vi la til side. Så noterte vi alle ikke-sekserne som var igjen, før vi puttet dem tilbake i kruset.

2.  Dette gjorde vi ni ganger til etter hverandre, og noterte ned. En slik serie gjorde vi totalt fem ganger (10 kast x 5 serier).

Resultat:

Slik ble tabellen seende ut:

 Resultatene fremstilt grafisk:

Den røde prikken i grafen viser hvor/når halveringstiden forekommer, altså når verdien er halvparten av 100. Den var da halvert etter det fjerde kastet.

Vi ser at avviket i verdien er mer drastisk mellom de første kastene, men blir tettere i verdi etter hvert. Dette kommer av at man starter med flere terninger, som øker sannsynligheten for å få 6. Etter hvert som man sitter igjen med færre terninger vil også sannsynligheten for å få 6 minke.

Hvis man ser på hver 6-er som en atomkjerne som har blitt spaltet, vil det det da bli spaltet hyppigere i starten av halveringstiden. Vi kan også se at det blir spaltet mindre hyppig etter at verdien har blitt halvert, og grafen flater mer ut.

Dersom vi tenker oss at terningene blir kastet en gang i minuttet, kan vi se på tabellen over og tenke at hvert kast er et minutt (kast 1 = ett minutt, kast 2 = to minutter osv.) I følge simuleringen ble det radioaktive stoffet halvert etter kast 4, som betyr at halveringstiden er fire minutter. 

Relevant teori:

Halveringstid er den tiden det tar før halvparten av det radioaktive stoffet er omdannet. Det kan variere sterkt fra stoff til stoff hvor lang tid de bruker på å halveres. Noen stoffer bruker bare en brøkdel av et sekund, mens andre kan bruke milliarder av år. Halveringstiden kan brukes til å forutsi hva som skjer med et stort antall atomkjerner, men det er umulig å forutsi når f.eks. en enkelt radonkjerne vil bli omdannet. Men ved å sammenligne halveringstiden til en blykjerne og en radonkjerne, kan man se at det er større sannsynlighet for at blykjernen vil bli omdannet før radonkjernen, grunnen at blykjernen har kortest halveringstid.

Kilder:

Naturfag 3 (studiebok).