historie studiet af radioaktivitet begyndte den 1. marts 1896, da den berømte franske videnskabsmand Henri Becquerel uheld opdaget en mærkelig stråling i uran salte.Det viste sig, at en fotografisk plade, anbragt i en kasse med en prøve skæmmet.Dette bragte landet med en høj gennemtrængende effekt af stråling, som havde uran.Ejendommen er fundet på de tungeste elementer, færdiggøre det periodiske system.Han fik navnet "radioaktivitet".
indføre karakteristika af radioaktivitet
Denne proces - spontan omdannelse af isotopen i en anden isotop af elementet med den samtidige frigivelse af elementarpartikler (elektroner, kerner af helium atomer).Omdannelsen af atomer dukkede spontant og kræver ingen ekstern energi absorption.Den vigtigste størrelse, der karakteriserer energiplanlægningsprocessen frigivelse i løbet af radioaktivt henfald kaldes aktivitet.
aktiviteten af et radioaktivt prøve er sandsynligheden for antallet af henfald af prøven per tidsenhed.I SI (International System) enhed af dens kaldet becquerel (Bq).Aktiviteten af 1 Bq vedtaget en sådan prøve, hvor den gennemsnitlige desintegration opstår i ét sekund.
A = λN, hvor λ- henfaldskonstant, N - antallet af aktive atomer i prøven.
Der er α, β, γ-henfald.De tilsvarende ligninger kaldes offset regler:
| navn | Hvad sker | reaktion ligning |
| α henfald | transformation af atomkerne Xkernen Y med en frigivelse af atomkernen af helium | Zah → Z-2YA-4 + 2He4 |
| β - henfald | transformation af atomkerne X kerne Y med en frigivelse af en elektron | Zah → Z + + 1YA -1eA |
| γ - henfald | ikke ledsaget af ændringer i kernen, den energi, der frigives i form af en elektromagnetisk bølge | ZHA ZXA → + γ |
Timeinterval af radioaktivitet
sammenbruddet af partiklerne kan ikke indstilles for denne særlige atom.For ham er det snarere et "uheld" end mønsteret.Frigivelse af energi, der kendetegner fremgangsmåden, defineret som aktiviteten af prøven.
bemærket, at det ændrer sig over tid.Selvom nogle af elementerne viser en overraskende grad af konstans af strålingen, der er stoffer, hvis aktivitet er nedsat flere gange i et relativt kort tidsrum.Den fantastiske sort!Er det muligt at finde et mønster i disse processer?
fastslået, at der er en tid, hvor nøjagtig halvdelen af atomerne i prøven undergår forfald.Dette tidsinterval kaldes "halveringstid".Hvad er meningen med indførelsen af dette begreb?
Hvad er halveringstiden?
Det lader til, at for tiden er lig med perioden, nøjagtigt halvdelen af alle aktive atomer i prøven pauser.Men betyder det, at i de to halveringstider på alle aktive atomer helt i opløsning?Overhovedet ikke.Efter et vist punkt i prøven er halvdelen af de radioaktive elementer ved den samme mængde tid resterende atomer nedbrydes engang halvdelen, og så videre.Strålingen fortsætter i lang tid, signifikant større end halveringstiden.Så aktive atomer er tilbageholdt i prøven, uanset strålingen
halveringstid - en værdi, der kun afhænger af stoffets egenskaber.Værdien defineret for mange kendte radioaktive isotoper.
Tabel: "Halveringstiden henfald af visse isotoper»
| navn | betegnelse | View forfald | halveringstid |
| Radium |
88Ra219 | alpha | 0,001 sekunder |
| Magnesium | 12Mg27 | beta | 10 minutter |
| Radon | 86Rn222 |
alpha | 3,8 dage |
| Cobalt | 27Co60 | beta, gamma | 5,3 år |
| Radium | 88Ra226 | alpha, gamma | 1620 år |
| Uranus | 92U238 | alpha, gamma | 4,5 Ga |
Bestemmelse halveringstidenEksperimentel.I laboratoriet undersøgelser måler aktiviteten udføres gentagne gange.Da laboratorieprøver på mindstemålet (sikkerhed forsker frem for alt), er eksperimentet udført med forskellige intervaller, gentaget mange gange.Den er baseret på et mønster af forandringer i aktiviteten af stoffer.
For at bestemme halveringstiden måles aktiviteten af prøven ved bestemte tidsintervaller.I betragtning af, at parameteren relateret til mængden af opløste atomer, ved hjælp af loven om radioaktivt henfald halveringstid bestemmes.
eksempel til bestemmelse af isotop
Lad antallet af aktive elementer, der undersøges isotop på et givet tidspunkt er lig med N, det tidsinterval, hvor den overvågede T2 T1, hvor begyndelsen og slutningen af observationsperioden er helt tæt.Antag at n - antal atomer nedbrydes i et givet tidsinterval, derefter n = kN (T2 T1).
Dette udtryk K = 0693 / T½ - koefficienten af proportionalitetsprincippet kaldes henfaldskonstanten.T½ - halveringstiden af isotopen.
Vi tager tidsintervallet for enheden.Således K = n / N angiver den del af isotop kerner foreliggende sprængemidler per tidsenhed.
kende værdien af henfaldskonstanten, kan vi bestemme halveringstiden og forfald: T½ = 0693 / K.
Dette indebærer, at per tidsenhed pauser er ikke en vis mængde af aktive atomer og bestemt deres andel.
lov af radioaktivt henfald (arter)
Halveringstiden er grundlaget spp.Mønstret afledte Frederick Soddy og Ernest Rutherford på grundlag af resultaterne af eksperimentelle undersøgelser i 1903.Overraskende, de mange målinger foretaget med instrumenter, der er langt fra perfekt i forhold til begyndelsen af det tyvende århundrede, førte til en nøjagtig og gyldige resultater.Det blev grundlaget for teorien af radioaktivitet.Vi udlede matematiske notation af loven om radioaktivt henfald.
- Lad n0 - antallet af aktive atomer i en given tid.Efter tidsinterval t vil nondecomposed N elementer.
- Ved den tid lig med halveringstiden forblive nøjagtig halvdelen af de aktive elementer: N = N0 / 2.
- Efter endnu en periode med halveringstiden i prøven er: N = N0 / N0 = 4/22 aktive atomer.
- tiden svarende til en anden halveringstid, gem kun prøven: N = N0 / 8 = n0 / 23.
- På det tidspunkt, hvor halveringstiden vil blive afholdt n perioder, vil forblive i prøven N = N0 / 2n aktive partikler.I dette udtryk, n = t / T½: forholdet mellem tid studere halveringstid.
- spp har en lidt anden matematiske udtryk, mere praktisk i at løse problemer: N = N02-t / T½.
regelmæssighed for at bestemme halveringstiden foruden antallet af atomer af aktiv isotop nondecomposed på et givet tidspunkt.Kendskab til antallet af atomer i prøven ved baseline, efter et stykke tid er det muligt at bestemme levetiden af lægemidlet.
bestemme halveringstiden for radioaktivt henfald lov formel hjælper kun, hvis visse parametre: antallet af aktive isotoper i stikprøven, er det ganske vanskeligt at lære.
konsekvens af loven
Record formel spp muligt ved hjælp af begrebet aktivitet og massen af atomerne af lægemidlet.
aktivitet er proportional med antallet af radioaktive atomer: A = A0 • 2-t / T.I denne formel, A0 - aktivitet af prøven i den indledende tid, A - aktivitet efter t sekunder, T - halveringstiden.
masse af et stof kan bruges i mønstre: m = m0 • 2-t / T
under eventuelle lige tidsintervaller pauser helt samme andel af de radioaktive atomer til rådighed i dette præparat.
grænser for anvendelsen af loven
lov i alle henseender er en statistisk, definere processer i mikrokosmos.Det er underforstået, at halveringstiden af radioaktive grundstoffer - den statistiske værdi.Den probabilistiske karakter af begivenheder i atomkerner tyder på, at vilkårlig kerne kan falde fra hinanden hvert øjeblik.Forudsige begivenheden er det umuligt, kan vi kun bestemme sin troværdighed på et tidspunkt.Som et resultat, er halveringstiden ikke mening:
- for et enkelt atom;
- prøve minimale vægt.
Lifetime atom
eksistensen af atomet i sin oprindelige tilstand kan vare et sekund, og måske millioner af år.Taler om levetiden for en given partikel er heller ikke nødvendigt.Indtast det beløb, der svarer til den gennemsnitlige levetid for atomerne, kan du tale om eksistensen af atomer af en radioaktiv isotop effekter af radioaktivt henfald.Halveringstiden af kernen af et atom afhænger af arten af atomet og ikke afhænger af andre variable.
det muligt at løse problemet: hvordan man finder en halveringstid, at kende den gennemsnitlige levetid?
bestemme halveringstiden formel vedrørende den gennemsnitlige levetid for atomet og henfaldskonstanten hjælp, ikke mindre.
τ = T1 / 2 / ln2 = T1 / 2 / 0,693 = 1 / λ.
Denne post τ - den gennemsnitlige levetid, λ - henfaldskonstanten.
Brug halveringstid
spp Ansøgning til bestemmelse af alderen på de enkelte prøver er udbredt i studier af slutningen af det tyvende århundrede.Nøjagtigheden af bestemmelse af alder af fossiler artefakter er steget så meget, der kan give en idé om levetiden af årtusinde f.Kr..
Kulstof analyse af fossile prøver baseret på ændringen i aktiviteten af kulstof-14 (kulstof) til stede i alle organismer.Han kommer i en levende organisme i processen med stofskiftet og findes i det en vis koncentration.Efter døden af stofskiftet med miljøet er afsluttet.Koncentrationen af radioaktivt carbon falder som følge af naturlige forfald, er aktiviteten reduceres proportionalt.
Med sådanne værdier, halveringstiden, formlen for loven om radioaktivt henfald med til at bestemme tidspunktet for ophør af organismens liv.
Kæder radioaktivt transformation
radioaktivitet blev udført i laboratoriet.Den fantastiske evne radioaktive grundstoffer forbliver aktive i timevis, dage eller endda år kunne ikke komme som en overraskelse for fysikere i begyndelsen af det tyvende århundrede.Undersøgelser, for eksempel thorium ledsaget af et uventet resultat: i et forseglet hætteglas med sin virksomhed var betydelig.Ved den mindste pust af det faldt.Konklusionen var enkel: konvertering af thorium ledsaget af frigivelse af radon (gas).Alle elementer i processen af radioaktivitet bliver til en helt anden sag, og forskellige fysiske og kemiske egenskaber.Denne forbindelse, til gengæld er også ustabil.Det er nu kendt tre rækker af lignende transformationer.
Kendskab til disse transformationer er ekstremt vigtige i at bestemme tidspunktet for utilgængelighed områder forurenet i processen med atomare og nuklear forskning eller katastrofer.Halveringstiden for plutonium - afhængigt af dets isotoper - i området fra 86 (238 Pu) til 80 millioner år (244 PU).Koncentrationen af hvert isotop giver en indikation af perioden dekontaminering området.
dyreste metal
kendt, at i dag er der meget dyrere metal end guld, sølv og platin.Disse omfatter plutonium.Interessant, er i naturen skabt i udviklingen af plutonium ikke fundet.De fleste elementer opnået i laboratoriet.Drift af plutonium-239 i atomreaktorer er muligt for ham at blive meget populære i disse dage.At opnå tilstrækkelig til brug i en række reaktorer af isotopen gør det praktisk uvurderlig.
Plutonium-239 fås in vivo som følge af kædereaktioner af uran-239, neptunium-239 (halveringstid - 56 timer).En lignende kæde giver dig mulighed for at akkumulere plutonium i atomreaktorer.Satsen for forekomst af det nødvendige antal overstiger de naturlige milliarder af gange.
Ansøgning i Energi
kan tale meget om manglerne ved atomkraft og "fremmedhed" menneskehedens, som bruger næsten enhver åbning for ødelæggelsen af deres egen slags.Opdagelsen af plutonium-239, som er i stand til at deltage i en nuklear kædereaktion, lov til at bruge det som en kilde til fredelig energi.Uran-235 er en analog af plutonium fundet på Jorden ekstremt sjældne, skal du vælge den fra uranmalm er meget vanskeligere end at få plutonium.
Alder Earth
radioisotop analyse af isotoper af radioaktive grundstoffer giver et mere præcist billede af levetiden af en prøve.
brug kæde transformationer "uran - thorium" i jordskorpen, gør det muligt at bestemme alderen på vores planet.Procentdelen af disse elementer i gennemsnit for hele skorpen ligger til grund for denne fremgangsmåde.Ifølge de seneste oplysninger, alder Jorden er 4,6 milliarder år gammel.
