radioactief verval

Sofie stelde deze vraag op 17 november 2022 om 18:34.

Hoi,

Voor een calculus opdracht moet ik de ouderdom van een bot berekenen. We mogen niet de geleerde formules voor activitieit uit BINAS expliciet gebruiken. Het gaat over de formule dN/dt = -k x N en ook N(t)= N0 x e-kt
k noemt men de vervalconstante.
Ik ga de vraag hier samenvatten:
Het radioactieve koolstofisotoop heeft een halfwaardetijd van t1/2 = 5700 jaar. Door te kijken naar de verhouding 14C/12C kan men bepalen hoe lang een organisme is gestorven. Gegeven is dat de verhouding 14C/12C van een menselijk bot is afgenomen tot 1/6 van de oorspronkelijke verhouding. Wat kun je dan zeggen over de ouderdom van dit bot?
In de bijlage staat een hint van de uitwerking.


Zou iemand kunnen uitleggen - graag met de wiskundige kennis als dat mag- hoe men aan deze formule komt? dan kan ik weer verder.

Alvast bedankt,
Sofie

Reacties

Jaap op 17 november 2022 om 19:00
Dag Sofie,
Mogen we uitgaan van N(t)=N0·(½)t/tau? met halveringstijd van C-14 tau=5700 j
Zo ja, dan

Is dit uitleg van de formule zoals je wenst?
Groet, Jaap
Jaap op 17 november 2022 om 22:10
Dag Sofie,
…of wil je uitgelegd zien hoe we uitgaande van dN/dt = –k·N
kunnen afleiden dat N(t)= N0·e–k·t met k=(ln 2)/tau?
Groet, Jaap
Theo de Klerk op 17 november 2022 om 23:00
1/2 =  1/ eln 2 = e-ln 2  (per definitie van wat een (natuurlijke) logaritme is)
N(t) = N(0) (1/2)t/τ = N(0) e - t (ln 2)/τ
waarbij τ de halfwaarde tijd is (elk waarde van t als veelvoud van τ  geeft een halvering van de waarde)
d eax/dx = a eax dus

dN(t)/dt =  - ln 2/τ N(0) e -t (ln 2)/τ = - ln2/τ  N(t)  = - k N(t)
met k = vervalconstante = ln 2/τ
en N(t) = N(0) . e- k t
Leon op 18 november 2022 om 09:47
Beste Sofie,

Aangezien gegeven is dat de verhouding 14C/12C van een menselijk bot is afgenomen tot 1/6 van de oorspronkelijke verhouding, is het enige dat je verder nog nodig hebt om iets te kunnen zeggen over de ouderdom van het menselijk bot de halveringstijd en een goed begrip van wat dat betekent:

Na 1 halveringstijd is de verhouding afgenomen tot een 1/2 van de oorspronkelijke hoeveelheid
Na 2 halveringstijden is de verhouding afgenomen tot 1/4 van de oorspronkelijke hoeveelheid
Na 3 halveringstijden is de verhouding afgenomen tot ... van de oorspronkelijke hoeveelheid
etc.

Met het gegeven dat de halveringstijd 5700 jaar is kun je nu al iets zeggen over de ouderdom van het betreffende menselijk bot.

Als je de betreffende ouderdom van het bot naukeuriger wilt weten moet je gebruik maken van logaritmes.

Met vriendelijke groet,

Leon 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft tien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)