Okres półtrwania pierwiastków promieniotwórczych – co to jest i jak go zdefiniować? Wzór półtrwania

Historia badań promieniotwórczości rozpoczęła 01 marca 1896, kiedy to znany francuski naukowiec Anri Bekkerel przypadkowo odkryli dziwną rzecz na promieniowanie soli uranu. Okazało się, że płyty fotograficzne, umieszczony w opakowaniu ze skażonej próbce. Jest to wynik krajach posiadających wysokie promieniowanie przenikliwe, który wzbogacony uran. Ta nieruchomość znajduje się w najcięższych pierwiastków, ukończenie okresowego. Nadano mu nazwę „radioaktywność”.

Przedstawiamy charakterystykę radioaktywności

Proces – spontaniczne element konwersji atomów izotopów w inny izotop z jednoczesnym ewolucji cząstek elementarnych (elektrony, jąder atomowych helu). atomy konwersji pojawił się spontanicznie, bez konieczności stosowania zewnętrznego pochłaniania energii. Główną ilość charakteryzujące uwolnienie energii w procesie rozpadu promieniotwórczego, zwanej działalności.

Aktywność próbki radioaktywny zwany prawdopodobną liczbę rozpadu próbki na jednostkę czasu. W SI (System International) jednostkę miary jest nazywany Becquerel (Bq). W jednym bekerel przyjąć taką aktywność próbki, która występuje średnio na 1 rozpadowi na sekundę.

A = XN, w którym λ- stałą zaniku, N – liczba aktywnych atomów w próbce.

Izolowane α, β, y-zaniki. Odpowiednie równania nazywane są przesunięte zasad:

Interwał czasowy radioaktywności

Moment rozpadu cząstek nie może być ustawiony dla danego atomu. Dla niego jest to raczej „wypadek” niż wzorzec. Izolacja energii, charakteryzuje proces, zdefiniowany jako aktywność próbki.

Zauważono, że zmienia się w czasie. Podczas gdy poszczególne elementy wykazują zaskakujący stopień stałości promieniowania, są substancje, których aktywność obniża kilka razy w krótkim okresie czasu. Niesamowita odmiana! Czy to możliwe, aby znaleźć wzór w tych procesach?

Bezsporne jest, że nie jest to czas, w którym dokładnie połowa atomów próbki przechodzi próchnicy. Ten przedział czasu nazywany jest „half-life”. Jaki jest sens wprowadzenia tej koncepcji?

Jaki jest okres półtrwania?

Wydaje się, że przez pewien czas równy okresowi, dokładnie połowa aktywnych atomów obecnych przerw próbki. Ale czy to oznacza, że podczas wszystkich aktywnych atomów rozpadają się całkowicie na dwa okresy półtrwania? Wcale nie. Po pewnym momencie w próbce jest połowa pierwiastków promieniotwórczych przez taką samą ilość czasu pozostałego węgla, rozkłada się nawet połowę, i tak dalej. Promieniowanie utrzymuje się przez długi czas, znacznie wyższym niż pół życia. W związku z tym aktywne atomy próbki są przechowywane niezależnie od promieniowania

Okres półtrwania – ilości, która zależy tylko od właściwości substancji. Wartość określana dla wielu znanych izotopów promieniotwórczych.

Tabela: „Rozpad półtrwania pewnych izotopów”

Określenie okresu półtrwania przeprowadzono eksperymentalnie. W badaniach laboratoryjnych przeprowadzono wielokrotnie pomiaru aktywności. Ponieważ próbki laboratoryjne o minimalnej wielkości (badacza bezpieczeństwa jest przede wszystkim) Doświadczenie prowadzi się w różnych odstępach czasu, powtarza się wiele razy. Opiera się on na prawidłowość działania agentów zmian.

W celu określenia okresu półtrwania mierzy się aktywność próbki w określonych odstępach czasu. Biorąc pod uwagę, że parametr związany z ilością atomów rozpadniętych z prawa rozpadu promieniotwórczego, określające okres półtrwania.

Definicje Przykład izotopu

Niech liczba aktywnych elementów izotopu w określonym czasie jest równa N, przedział czasu, podczas którego obserwacja _t2 – T _1, w którym początek i koniec są wystarczająco dokładnej obserwacji. Załóżmy, że n – liczba atomów rozpadła się w danym przedziale czasowym, to n = KN _(T2 – _T1).

W tej wypowiedzi, K = 0693 / T½ – współczynnik proporcjonalności, zwany rozpad stałe. T½ – okres półtrwania izotopu.

Załóżmy, dla jednostki przedziale czasowym. Zatem K = N, / N wskazuje część jąder izotopów obecny rozpadających się w jednostce czasu.

Znając wartość stałej rozpadu może być określony, a okres półtrwania rozpadu: T½ = 0,693 / K.

Wynika stąd, że na jednostkę czasu nie łamie pewną liczbę aktywnych węgla, a pewną część.

Prawo rozpadu promieniotwórczego (SPP)

Okres półtrwania jest podstawą spp. Wzór pochodzi Frederick Soddy i Ernest Rutherford na podstawie wyników doświadczalnych w 1903 roku. Zaskakujące jest to, że wielokrotne pomiary wykonane za pomocą instrumentów, które są dalekie od ideału pod względem początku XX wieku, doprowadziły do dokładnych i poprawnych wyników. Stał się podstawą teorii promieniotwórczości. Czerpiemy matematycznego prawa wjazdu radioaktywnego rozpadu.

– Niech N ₀ – liczba aktywnych atomów w czasie aktywnego. Po odstępie czasu będzie t nondecomposed N elementów.

– W czasie równym półtrwania pozostanie dokładnie w połowie z elementami aktywnymi N = N _0/2.

– Po dalszym okresie połowa próbki są: N = N = N _{0/4 0/2} ² aktywne atomy.

– po czasie równym dalszym półtrwania próbka zachowuje tylko: N = N N = _{0/8 ^0/2} March.

– W czasie, gdy host n półokresów w próbce pozostanie ₀ N = N / 2 ⁿ aktywnych cząstek. W powyższym przykładzie n = t / T½: stosunek sondy do półtrwania.

– ma nieco inny spp wyrażenie matematyczne, który jest bardziej wygodny w zadania: n = N, ₀ 2 ^{– T / _T½.}

Wzór umożliwia wyznaczenie, oprócz okresu półtrwania, liczba aktywnych atomów izotopów nondecomposed w danym czasie. Znając liczbę atomów próbki na początku obserwacji, po pewnym czasie, można określić trwałość leku.

Ustal półtrwania promieniotwórczego wzoru prawa rozpad Pomaga tylko wtedy, gdy określone parametry: liczbę aktywnych izotopów w próbce, trudno jest znaleźć wystarczająco dużo.

Konsekwencje prawa

Wzór spp płyta może, z wykorzystaniem koncepcji masowych aktywności i przygotowania węgla.

Aktywność jest proporcjonalna do liczby atomów radioaktywnych: a = ₀ • 2 ^{t / T.} W powyższym wzorze, A ₀ – Aktywność próbki w czasie zero, A – działanie po t sekund, t – czas półtrwania.

Masa substancji mogą być stosowane w schemacie: m = M ₀ • 2 ^{t / T}

W przypadku jakichkolwiek regularnych odstępach czasu przerywa absolutnie taką samą proporcję atomów promieniotwórczych dostępnych w tym preparacie.

Granice stosowalności prawa

Prawo we wszystkich aspektach jest statystyczny, definiowanie procesów w mikrokosmosie. Rozumie się, że okres półtrwania pierwiastków promieniotwórczych – Statystyka. Probabilistyczny charakter wydarzeń w jądrach atomowych sugeruje, że arbitralne rdzeń może zapaść w każdej chwili. Przewidzieć zdarzenie jest niemożliwe, możemy tylko określić jej wiarygodność na raz. W rezultacie, okres półtrwania nie ma sensu:

• dla danego atomu;
• minimalne masy próbki.

Żywotność atomu

Istnienie atomu w stanie pierwotnym może trwać przez chwilę, a może miliony lat. Dyskusja na temat czasu cząstek życia również nie jest konieczne. Wpisując kwotę równą średniej wartości życia atomów, można mówić o istnieniu atomów izotopu promieniotwórczego, skutki rozpadu promieniotwórczego. Okres półtrwania jądra atomowego zależy od własności atomu i nie zależy od innych ilościach.

Czy jest możliwe, aby rozwiązać problem: jak znaleźć czas półtrwania, znając średnią żywotność?

Aby ustalić formułę komunikacji półtrwania średniego trwania atomu i rozpadu stałej pomocy, nie mniej.

_{τ = 1/2 T / T LN2 =} 1/2 / 0693 = 1 / λ.

Na tej płycie, τ – średni okres życia, X – stała rozpadu.

Korzystanie z półtrwania

spp aplikacja dla określania wieku poszczególnych próbek jest powszechna w badaniach pod koniec XX wieku. Dokładność określania wieku artefaktów kopalnych jest tak wzrosła, że może zapewnić wgląd w czasie życia tysiąclecia pne.

Radiowęgla kopalne próbki organiczne oparte na zmianę aktywności węgla-14 (radiowęglowych) obecne we wszystkich organizmach. Wchodzi w żywym organizmie podczas przemiany i zawarte w niej w określonym stężeniu. Po śmierci przemiany materii z otoczeniem ustaje. Stężenie radioaktywnego węgla spada ze względu na naturalny rozkład aktywność zmniejsza się proporcjonalnie.

Przy takich wartościach, okres półtrwania, formuła prawa rozpadu promieniotwórczego pomaga określić czas zakończenia życia organizmu.

Łańcuch przemian promieniotwórczych

badaniach radioaktywności przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych. Niesamowita zdolność do pierwiastków promieniotwórczych pozostają aktywne przez wiele godzin, dni lub nawet lat nie mógł być zaskoczeniem na początku XX wieku fizycy. Badania, na przykład, toru, a następnie nieoczekiwane wyniki: w zamkniętej ampułce jego działania była znacząca. Przy najmniejszym powiew niego spadł. Stwierdzili oni, prosta konwersja toru towarzyszy uwalnianie radonu (gaz). Wszystkie elementy w radioaktywności przekształcony całkowicie różnych substancji, przy czym właściwości fizyczne i chemiczne. Substancja ta, z kolei, jest również niestabilne. Obecnie wiadomo, trzy rzędy podobnych przemian.

Znajomość tych przemian są niezwykle ważne w określaniu czasu niedostępności zanieczyszczonych obszarów w procesie atomowej i jądrowej badań lub katastrof. Okres półtrwania plutonu – w zależności od ich izotopy – w zakresie od 86 s (PU) 238 do 80 mA (244 PU). Stężenie każdego izotopu daje wyobrażenie o okresie obszarze dekontaminacji.

Najdroższe metali

Wiadomym jest, że w dzisiejszych czasach nie jest dużo droższe niż metalowe złota, srebra i platyny. Należą do plutonu. Co ciekawe, w naturze stworzonej w ewolucji plutonu nie znaleziono. Większość elementów uzyskuje się w warunkach laboratoryjnych. Działanie plutonu-239 w reaktorach jądrowych pozwoliła mu stać się niezwykle popularne w dzisiejszych czasach. Uzyskanie wystarczające do stosowania w reaktorach ilości izotopu sprawia, że praktycznie nie do przecenienia.

Pluton-239 otrzymuje się w warunkach in vivo w wyniku reakcji sieci na uranu 239 neptun-239 (okres półtrwania – 56 godzin). Podobny łańcuch umożliwia gromadzenie plutonu w reaktorach nuklearnych. Szybkość występowania wymaganej liczby przekracza naturalne miliardy razy.

Zastosowanie w Energy

Dużo się mówi o wadach energetyki jądrowej i „obcości” ludzkości, że prawie każdy otwór jest stosowany do zabijania własnego rodzaju. Otwór plutonu-239, która jest zdolna do wzięcia udziału w reakcji łańcuchową może wykorzystać jako źródło energii pokojowej. Uran-235 jest analogiem plutonu znalezionego na świecie jest niezwykle rzadkie, wybierz go z rudy uranu jest o wiele trudniejsze niż dostać plutonu.

Wiek Ziemi

Analiza radioizotopów izotopów pierwiastków promieniotwórczych daje dokładniejsze wyobrażenie o życiu danej próbce.

Korzystanie z łańcucha transformacji „uranu – tor”, zawarte w skorupie ziemskiej, pozwala określić wiek naszej planety. Odsetek tych elementów średnio w skorupy u podstaw tego sposobu. Według najnowszych danych, wiek Ziemi wynosi 4,6 miliarda lat.