studiului de radioactivitate a început pe 1 martie, 1896, când celebrul om de știință francez Henri Becquerel a descoperit accidental o radiație ciudată în săruri de uraniu.Sa dovedit că o placă fotografică, plasat într-o cutie cu un eșantion stricat.Acest lucru a adus țara cu o putere mare de penetrare a radiațiilor, care a avut de uraniu.Această proprietate este gasit la cele mai grele foarte elementele, completând tabelul periodic.El a fost dat numele de "radioactivitate".
introduce caracteristicile de radioactivitate
Acest proces - transformare spontană a izotopului în izotop diferită a elementului cu lansarea simultană a particulelor elementare (electroni, nucleul atomilor de heliu).Conversia de atomi apărut spontan, nu necesită absorbția de energie externă.Cantitatea principală care caracterizează procesul de eliberare a energiei in timpul dezintegrare radioactivă se numește activitate.
activitate a unei probe radioactive este probabilitatea de numărul de dezintegrări ale probei în unitatea de timp.În unitatea de numita becquerel sale (Bq) SI (Sistem International).Activitatea 1 Bq adoptat o astfel de probă, în care dezintegrarea medie apare într-o secundă.
A = λN, unde λ- dezintegra constantă, N - numărul de atomi activi din eșantion.
Există α, β, γ-degradare.Ecuațiile corespunzătoare sunt numite reguli de compensare: Numele
|
| Ce se întâmplă ecuația reacției |
|
| α cariilor | transformare a nucleului atomic XY kernel cu o eliberare a nucleului atomic de heliu | ZAH → Z-2YA-4 + β 2He4 |
| - cariilor | transformare a atomic nucleu X kernel Y cu o eliberare de un electron | ZAH → Z + + 1YA -1eA |
| γ - degradare | nu sunt însoțite de schimbări în nucleu, energia eliberată sub forma unei unde electromagnetice | ZHA ZXA → + γ |
Orainterval de radioactivitate
prăbușirea a particulelor nu poate fi setat pentru acest atom particular.Pentru el, este mai degrabă o "accident" decât modelul.Eliberarea de energie care caracterizează procesul, definit ca activitatea probei.
observat că se schimbă în timp.Deși unele elemente arată un grad surprinzator de constanței radiației, sunt substanțe a căror activitate este redus de mai multe ori într-o perioadă relativ scurtă de timp.Uimitor Varietatea!Este posibil de a găsi un model in aceste procese?
stabilit că nu există un timp în care exact jumătate din atomii de modelul curs de degradare.Acest interval de timp este numit "timp de înjumătățire".Care este sensul introducerii acestui concept?
Ce este timpul de înjumătățire?
Se pare că, pentru moment, egală cu perioada, exact jumătate din toate atomilor activi de pauzele de probă.Dar acest lucru înseamnă că în timpul celor două jumătăți de viata tuturor atomilor activi dezintegra complet?Deloc.După un anumit punct în eșantionul este jumătate din elementele radioactive de aceeași cantitate de atomi rămase timp se descompune chiar jumătate, și așa mai departe.Radiația persistă pentru o lungă perioadă de timp, în mod semnificativ mai mare decât timpul de înjumătățire.Atomi Deci active sunt păstrate în eșantion, indiferent de radiații
de înjumătățire - o valoare care depinde numai de proprietățile substanței.Valoarea definită de mai multe izotopi radioactivi bine-cunoscute.
Tabel: "The decăderea de înjumătățire a unor izotopi» nume
| denumire |
| Vezi cariilor | de înjumătățire |
| Radium |
88Ra219 | alfa | 0,001 secunde |
| magneziu | 12Mg27 | beta | 10 minute |
| Radon | 86Rn222 |
alfa | 3,8 zile |
| Cobalt | 27Co60 | beta, gama | 5,3 ani |
| Radium | 88Ra226 | alfa, gamma | 1620 de ani |
| Uranus | 92U238 | alfa, gamma | 4,5 Ga |
Determinarea înjumătățireExperimental.In studiile de laborator care măsoară activitatea se desfășoară în mod repetat.Deoarece probele de laborator au o dimensiune minimă (cercetator de securitate mai presus de toate), experimentul se efectuează cu intervale diferite, repetată de mai multe ori.Ea se bazează pe un model de schimbare de activitate al substanțelor.
Pentru a determina timpul de înjumătățire este măsurată activitatea de probă, la anumite intervale de timp.Dat fiind faptul că este determinată parametrul raportat la cantitatea de atomi dezintegrate, folosind legea dezintegrării radioactive de înjumătățire.Exemplu
pentru determinarea izotop
Să numărul de elemente active în cadrul izotop de studiu la un moment dat este egală cu N, intervalul de timp în care T1 T2 monitorizat, în cazul în care începutul și sfârșitul observarea sunt destul de aproape.Să presupunem că n - numărul de atomi dezintegrat într-un interval de timp dat, atunci n = KN (T1 T2).
Această expresie K = 0,693 / T½ - coeficientul de proporționalitate se numește constanta de dezintegrare.T½ - perioada de înjumătățire a izotopului.
Luăm intervalul de timp pentru unitatea.Astfel, K = n / N indică fracțiunea de nuclee de izotopi prezent de dezintegrare în unitatea de timp.
Cunoașterea valoarea constantei degradare, putem determina timpul de înjumătățire și decăderea: T½ = 0693 / K.
Aceasta înseamnă că per unitate de pauze de timp nu sunt o anumită sumă de atomi activi și a determinat partea lor.
Legea dezintegrare radioactivă (spp)
Timpul de înjumătățire este baza spp.Modelul derivat Frederick Soddy și Ernest Rutherford, pe baza rezultatelor studiilor experimentale în 1903.Surprinzător, multiple măsurătorilor efectuate cu instrumente care sunt departe de a fi perfecte din punct de vedere la începutul secolului XX, a condus la o rezultate precise și valide.A devenit baza teoriei de radioactivitate.Am obține notație matematică a legii de degradare radioactiv.
- Să N0 - numărul de atomi activi într-un timp dat.După intervalul de timp t va nondecomposed n elemente.
- Pana in momentul egală cu perioada de înjumătățire rămân exact jumătate din elementele active: N = N0 / 2.
- După încă o perioadă de o jumătate de viață în eșantion sunt: N = N0 / N0 = 4/22 atomi activi.
- trecerea de timp egală cu o jumătate de viață, cu excepția doar proba: N = N0 / 8 = N0 / 23.
- Până în momentul în care timpul de înjumătățire va avea loc n perioade, va rămâne în proba N = particule active, 2n N0 /.În această expresie, n = t / timp de înjumătățire: raportul de timp pentru a studia perioada de înjumătățire.
- spp are o ușor diferite expresii matematice, mai convenabil în rezolvarea problemelor: N = N02-T / T½.
regularitate pentru a determina timpul de înjumătățire în plus față de numărul de atomi de izotop activ nondecomposed la un moment dat.Cunoscand numărul de atomi de probă la momentul initial, dupa ceva timp, este posibil să se determine durata de viață a medicamentului.
determina timpul de înjumătățire a radioactive formula drept degradare ajută numai dacă anumiți parametri: numărul de izotopi active din eșantion, este destul de dificil de a învăța.
urmare a legii
Înregistrați formula spp posibil, folosind conceptul de activitate și masa atomilor de droguri.Activitatea
este proporțională cu numărul de atomi radioactivi: A = A0 • 2-t / T.În această formulă, A0 - activitatea de probă la momentul initial, A - activitate după t secunde, T - timpul de înjumătățire.Masa
a unei substanțe poate fi utilizat în modele: m = m0 • 2-t / T
timpul orice intervale egale de timp pauze complet aceeași proporție a atomilor radioactivi disponibile în acest preparat.Limitele
de aplicabilitate a legii dreptului
în toate privințele este un statistică, definind procesele în microcosmos.Se înțelege că timpul de înjumătățire al elementelor radioactive - valoarea statistică.Natura probabilistic al evenimentelor din nucleelor atomice sugerează că kernel arbitrar pot cădea în afară în orice moment.Prezice evenimentul este imposibil, putem determina numai credibilitatea acestuia la un moment dat.Ca urmare, timpul de înjumătățire nu are sens:
- pentru un singur atom;
- probă greutate minimă.
atom Lifetime
existență a atomului în starea inițială poate dura un al doilea, și, probabil, milioane de ani.Vorbind despre durata de viață a unui anumit particule nu este, de asemenea, necesar.Introduceți suma, egala cu durata de viață medie a atomilor, se poate vorbi despre existența a atomilor de un efect izotop radioactiv de degradare radioactiv.Timpul de înjumătățire al nucleului unui atom depinde de natura atomilor și nu depinde de alte variabile.
posibil pentru a rezolva problema: cum de a găsi o jumătate de viață, știind durata de viață medie?
determina formula de înjumătățire privind durata de viață medie a atomului și ajutorul constant dezintegrare, nu mai puțin.
τ = T1 / 2 / ln2 = T1 / 2 / 0.693 = 1 / λ.
Acest τ intrare - durata de viață medie, λ - constanta de dezintegrare.
Utilizarea de înjumătățire
Cerere spp pentru determinarea vârstei a probelor individuale este larg răspândită în studii de la sfârșitul secolului al XX-lea.Precizia de determinare a vârstei de fosile artefacte a crescut atât de mult încât poate da o idee despre durata de viață a BC mileniu.Analiza
radiocarbon de specimene fosile bazate pe modificarea activității carbon-14 (radiocarbon) prezente în toate organismele.El devine într-un organism viu în procesul de metabolism și a găsit în ea o anumită concentrație.După moartea metabolismului cu mediul este încheiată.Concentrația de carbon radioactiv scade ca urmare a cariilor naturale, activitatea se reduce proporțional.
Cu astfel de valori, timpul de înjumătățire, formula a legii de dezintegrare radioactivă ajută pentru a determina timpul de încetarea vieții a organismului.Lanturi
studii de radioactivitate transformare radioactive
au fost efectuate în laborator.Capacitatea uimitoare de elemente radioactive rămân active timp de ore, zile sau chiar ani, nu a putut veni ca o surpriza pentru fizicieni de la începutul secolului al XX-lea.Studii, de exemplu, toriu însoțită de un rezultat neașteptat: într-un flacon sigilat activității sale a fost semnificativă.La cea mai mică damf de a căzut.Concluzia a fost simplu: conversia toriului însoțită de eliberarea de radon (gaz).Toate elementele din procesul de radioactivitate transforma într-o chestiune complet diferită și diferite proprietăți fizice și chimice.Acest compus, la rândul său, este, de asemenea instabilă.Este cunoscut trei rânduri de transformări similare.
Cunoașterea acestor transformări sunt extrem de importante în determinarea timpului de zone contaminate inaccesibilitate în procesul de cercetare atomice și nucleare, sau dezastre.Timpul de înjumătățire de plutoniu - în funcție de izotopi sale - în intervalul de la 86 (238 Pu) la 80 milioane de ani (244 Pu).Concentrația fiecărui izotop dă o indicație asupra zonei decontaminare perioadă.
de metal cel mai scump
cunoscut faptul că în zilele noastre există mult de metal mai scumpe decât aurul, argint și platină.Acestea includ plutoniu.Interesant, în natura creata in evolutia plutoniul nu este găsit.Cele mai multe dintre elementele obținute în laborator.Funcționarea-plutoniu 239 în reactoarele nucleare a ia permis să devină extrem de popular in aceste zile.Obținerea suficientă pentru utilizare într-un număr de reactoare ale izotopului împiedică practic neprețuit.
plutoniu-239 este obținut in vivo ca urmare a reacțiilor în lanț ale-uraniu 239, neptuniu-239 (timp de înjumătățire - 56 ore).Un lanț asemănător vă permite să acumuleze plutoniu în reactoarele nucleare.Rata de apariție a numărului necesar depășește miliarde naturale de ori.
Aplicarea în Energie
poate vorbi foarte mult despre deficiențele de putere nucleară și "ciudățenia" a omenirii, care foloseste aproape orice deschidere pentru distrugerea felul lor.Descoperirea plutoniu-239, care este capabil de a participa într-o reacție nucleară în lanț, a permis să-l folosească ca o sursă de energie pașnică.Uraniu-235 este un analog al plutoniului găsite pe Pământ extrem de rare, selectați-l din minereu de uraniu este mult mai dificil decat obtinerea plutoniul.Analiza radioizotopi
Varsta Pamantului
de izotopi ai elementelor radioactive oferă o imagine mai exactă a duratei de viață a unui eșantion.
transformări lanț utilizare "de uraniu - toriu" conținută în scoarța terestră, face posibilă pentru a determina vârsta de planeta noastră.Procentul acestor elemente în medie pe tot parcursul crusta la baza acestei metode.Conform celor mai recente date, vârsta Pământului este de 4,6 miliarde de ani.
