Die Halbwertszeit des radioaktiven Elemente - was ist das und wie festgestellt wird ?Formel- Halbwertszeit

Geschichte der Erforschung der Radioaktivität begann am 1. März 1896, als der berühmte Französisch Wissenschaftler Henri Becquerel eine seltsame Strahlung im Uransalzen zufällig entdeckt.Es stellte sich heraus, dass eine photographische Platte, in einer Box mit einer Probe getrübt platziert.Dies brachte das Land mit einer hohen Durchschlagskraft der Strahlung, die Uran hatte.Diese Eigenschaft wird bei den sehr schwersten Elemente gefunden, die Vollendung des Periodensystems.Er erhielt den Namen "Radioaktivität" gegeben.

führen die Merkmale der Radioaktivität

Dieser Prozess - spontane Umwandlung des Isotops in einem anderen Isotop des Elements mit der gleichzeitigen Freisetzung von elementaren Teilchen (Elektronen, Kerne von Heliumatomen).Die Umwandlung von Atomen erschien spontan, keine externe Energieaufnahme erfordern.Die Hauptmenge Charakterisierung der Prozess der Energiefreisetzung während radioaktiven Zerfall wird als Aktivität.

Aktivität einer radioaktiven Probe ist die Wahrscheinlichkeit der Anzahl von Zerfällen der Probe pro Zeiteinheit.Im SI (Internationales System) Einheit der genannten Becquerel (Bq).Die Aktivität von 1 Bq angenommen derartigen Probe, bei dem die durchschnittliche Zerfalls in einer Sekunde auftritt.

A = & lambda; N, wobei λ- Zerfallskonstante, N - die Anzahl der aktiven Atome in der Probe.

Es gibt α, β, γ-Zerfall.Die entsprechenden Gleichungen werden als Offset-Regeln:

Zeit veröffentlichtIntervall von Radioaktivität

der Zusammenbruch der Teilchen kann nicht für diesen speziellen Atoms festgelegt werden.Für ihn ist es eher ein "Unfall" als das Muster.Die Freisetzung von Energie, die den Prozess kennzeichnet, definiert als die Aktivität der Probe.

bemerkt, dass es im Laufe der Zeit ändert.Obwohl einige Elemente zeigen einen überraschenden Grad der Beständigkeit der Strahlung gibt es Substanzen, deren Aktivität wird mehrere Male innerhalb einer relativ kurzen Zeitdauer reduziert.Die erstaunliche Vielfalt!Ist es möglich, ein Muster in diesen Verfahren finden?

eingerichtet, dass es eine Zeit, in der genau die Hälfte der Atome der Probe unterzogen Zerfall.Dieses Zeitintervall wird als "Halbwertszeit".Welche Bedeutung der Einführung dieses Konzept?

Was ist die Halbwertszeit?

Es scheint, dass für die Zeit, die gleich der Periode, genau die Hälfte der aktiven Atome der Probe bricht.Aber bedeutet das, dass während der zwei Halbwertszeiten aller aktiven Atome vollständig zerfallen?Überhaupt nicht.Ab einem gewissen Punkt in der Probe ist die Hälfte der radioaktiven Elemente durch die gleiche Menge an Zeit verbleibenden Atome zersetzt einmal die Hälfte, und so weiter.Die Strahlung besteht seit langem, wesentlich größer als die Halbwertszeit.So aktiv Atome in der Probe zu erhalten, unabhängig von der Strahlungs

Halbwertszeit - einen Wert, der nur von den Eigenschaften des Stoffs abhängt.Der Wert für viele bekannte radioaktive Isotope definiert.

Table: "Die Halbwertszeit Zerfalls bestimmter Isotope»

Bestimmung der HalbwertszeitExperimental.In Laborstudien Messung der Aktivität wird wiederholt durchgeführt.Da Laborproben der Mindestgröße (Sicherheitsforscher vor allem), der Versuch wird mit unterschiedlichen Abständen durchgeführt, viele Male wiederholt.Es ist auf einem Muster der Änderung der Aktivität der Substanzen.

Um die Halbwertszeit zu bestimmen, ist in bestimmten Zeitabständen gemessenen Aktivität der Probe.Da die Parameter bezogen auf die Menge des zerkleinerten Stoffatomen, mit dem Gesetz des radioaktiven Zerfalls-Halbwertszeit bestimmt.

weise zur Bestimmung Isotop

sei n die Anzahl von aktiven Elementen zu unter Isotops zu einer gegebenen Zeit ist gleich N ist, die Zeitspanne, während der die überwachte t2- t1, wo der Anfang und das Ende des Beobachtungs ziemlich nahe.Davon ausgehen, dass n - Anzahl der Atome in einer bestimmten Zeitspanne zerfallen, dann n = KN (t2- t1).

Dieser Ausdruck K = 0693 / T½ - der Koeffizient der Verhältnismäßigkeit wird die Zerfallskonstante bezeichnet.T½ - die Halbwertszeit des Isotops.

Wir nehmen das Zeitintervall für das Gerät.Somit K = n / N gibt den Anteil des Isotops Kernen enthaltenen Spreng pro Zeiteinheit.T½ = 0693 / K.:

Zu wissen, den Wert der Zerfallskonstante, können wir die Halbwertszeit und Zerfalls bestimmen

Dies bedeutet, dass pro Zeiteinheit Pausen sind nicht eine bestimmte Menge an aktiven Atome und bestimmt ihren Anteil.

Gesetz des radioaktiven Zerfalls (spp)

Die Halbwertszeit ist die Grundlage spp.Das Muster abgeleitet Frederick Soddy und Ernest Rutherford auf der Grundlage der Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen im Jahr 1903.Überraschenderweise zeigen die Mehrfachmessungen mit Instrumenten gemacht, die bei weitem nicht perfekt in Bezug auf die Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts sind, geführt, um eine genaue und valide Ergebnisse.Es wurde der Grundlage der Theorie der Radioaktivität.Wir leiten mathematischen Notation des Gesetzes des radioaktiven Zerfalls.

- Lassen N0 - Anzahl der aktiven Atome in einer bestimmten Zeit.Nach dem Zeitintervall t wird N Elementen zersetztem.

- Mit der Zeit gleich der Halbwertszeit bleiben genau die Hälfte der aktiven Elemente: N = N0 / 2.

- Nach einem weiteren Zeitraum von Halbwertszeit in der Probe sind: N = N0 / N0 = 4/22 aktive Atome.

- im Laufe der Zeit gleich einem anderen Halbwertszeit zu sparen und nur die Probe: N = N0 / 8 = N0 / 23.

- Mit der Zeit, wenn die Halbwertszeit wird n Perioden stattfindet, wird in der Probe N = N0 / 2n aktiven Teilchen bleiben.In diesem Ausdruck ist n = t / T ½: das Verhältnis der Zeit der Halbwertszeit, zu studieren.

- spp hat eine etwas andere mathematische Ausdrücke, bequemer bei der Problemlösung: N = N02-t / T½.

Regelmäßigkeit, um die Halbwertszeit zusätzlich zu der Anzahl der Atome des aktives Isotop zu einem gegebenen Zeitpunkt zersetztem bestimmen.Kenntnis der Anzahl der Atome der Probe an der Grundlinie, nach einiger Zeit ist es möglich, die Lebensdauer des Medikaments zu bestimmen.

Bestimmung der Halbwertszeit des radioaktiven Zerfallsgesetz Formel hilft nur, wenn bestimmte Parameter: die Anzahl der aktiven Isotope in der Probe, ist es sehr schwer zu erlernen.

Folge des Gesetzes

Nehmen Formel spp möglich, unter Verwendung des Konzepts der Aktivität und der Masse der Atome des Arzneimittels.

Aktivität ist proportional zu der Anzahl der radioaktiven Atome bedeuten: A = A0 • 2-t / T.In dieser Formel A0 - Aktivität der Probe in der Anfangszeit, A - Aktivität nach t Sekunden, T - die Halbwertszeit.

Masse eines Stoffes kann in Mustern verwendet werden: m = m0 • 2-t / T

während irgend gleichen Zeitabständen Pausen vollständig der gleiche Anteil der radioaktiven Atome in dieser Zubereitung.

Grenzen der Anwendbarkeit des Gesetzes

Recht in jeder Hinsicht ist eine statistische, Definition von Prozessen im Mikrokosmos.Es versteht sich, dass die Halbwertszeit der radioaktiven Elemente - auf den statistischen Wert.Die probabilistische Natur der Ereignisse in Atomkernen zeigt, dass willkürliche Kernel kann jeden Augenblick auseinanderfallen.Vorhersage der Veranstaltung ist es unmöglich, können wir nur ihre Glaubwürdigkeit zu bestimmen, zu einer Zeit.Als Ergebnis hat die Halbwertszeit nicht sinnvoll:

• für ein einzelnes Atom;
• Probe minimalem Gewicht.

Lebenslange Atom

Existenz des Atoms in seinem ursprünglichen Zustand kann für eine Sekunde dauern, vielleicht Millionen von Jahren.Im Gespräch über die Lebenszeit einer gegebenen Partikel ist auch nicht notwendig.Betrag eingeben, die gleich der mittleren Lebensdauer der Atome können über das Vorhandensein der Atome eines radioaktiven Isotopeneffekte des radioaktiven Zerfalls sprechen.Die Halbwertszeit der Kern eines Atoms ist abhängig von der Art des Atoms und nicht von anderen Variablen abhängen.

es möglich, das Problem zu lösen: wie man eine Halbwertszeit zu finden, zu wissen, die durchschnittliche Lebensdauer?

Bestimmung der Halbwertszeit Formel Zusammenhang die durchschnittliche Lebensdauer des Atoms und der Zerfallskonstante Hilfe und nicht weniger.

τ = T1 / 2 / ln2 = T1 / 2 / 0,693 = 1 / λ.

Dieser Eintrag τ - die durchschnittliche Lebensdauer, λ - die Zerfallskonstante.

Mit Halbwerts

spp Anwendung zur Bestimmung des Alters der einzelnen Proben ist in Studien der späten zwanzigsten Jahrhunderts weit verbreitet.Die Genauigkeit der Bestimmung des Alters von Fossilien Artefakte hat so viel, dass eine Vorstellung von der Lebenszeit des Jahrtausend vor Christus geben kann, erhöht.

Radiokarbon-Analyse von Fossilien basierend auf der Änderung in der Aktivität von Kohlenstoff-14 (Radiokohlenstoff) in allen Organismen vor.Er gelangt in einen lebenden Organismus in den Prozess des Metabolismus und fand eine gewisse Konzentration.Nach dem Tod Stoffwechsel mit der Umgebung wird beendet.Die Konzentration des radioaktiven Kohlen fällt durch natürlichen Zerfall wird die Aktivität im Verhältnis reduziert.

Mit solchen Werten beträgt die Halbwertszeit hilft die Formel des Gesetzes des radioaktiven Zerfalls, um die Zeit der Beendigung des Lebens des Organismus zu bestimmen.

Chains radioaktiven Umwandlung

Radioaktivität Untersuchungen wurden im Labor durchgeführt.Die erstaunliche Fähigkeit von radioaktiven Elementen aktiv bleiben für Stunden, Tage oder sogar Jahre nicht als eine Überraschung für Physiker des frühen zwanzigsten Jahrhunderts.Studien beispielsweise Thorium, begleitet von einem unerwarteten Ergebnis führen: in einer versiegelten Ampulle seiner Aktivität war signifikant.Bei der geringsten Hauch fiel.Die Schlussfolgerung war einfach: die Umwandlung von Thorium unter Freisetzung von Radon (Gas).Alle Elemente in den Prozess der Radioaktivität, biegen Sie in eine ganz andere Sache und verschiedenen physikalischen und chemischen Eigenschaften.Diese Verbindung, die ihrerseits ebenfalls instabil.Es ist nun drei Reihen von ähnlichen Transformationen bekannt.

Kenntnis dieser Transformationen sind bei der Bestimmung der Zeit der Unzugänglichkeit Bereiche in den Prozess der Atom- und Kernforschung oder Katastrophen verseucht extrem wichtig.Die Halbwertszeit von Plutonium - je nach seiner Isotope - im Bereich von 86 (238 Pu) auf 80 Millionen Jahre (244 Pu).Die Konzentration jedes Isotop gibt einen Hinweis auf die Zeit Dekontaminierungsbereich.

teuerste Metall

bekannt, dass heute gibt es sehr viel teurer Metall als Gold, Silber und Platin.Dazu gehören die Plutonium.Interessanterweise wird in der Natur in der Evolution des Plutoniums erstellt wurde nicht gefunden.Die meisten der im Labor erhaltenen Elemente.Der Betrieb von Plutonium-239 in Kernreaktoren ihm ermöglicht hat, extrem populär geworden in diesen Tagen.Erhalten, die zur Verwendung in einer Anzahl von Reaktoren der Isotopen macht es praktisch wertvoll.

Plutonium-239 wird in vivo als Folge der Kettenreaktionen von Uran-239 erhalten, Neptunium-239 (Halbwertszeit - 56 Stunden).Eine ähnliche Kette ermöglicht es Ihnen, Plutonium in Kernreaktoren zu akkumulieren.Die Rate des Auftretens der erforderlichen Anzahl übersteigt die natürlichen Milliarden Male.

Anwendung in Energie

kann viel über die Mängel der Kernkraft und der "Fremdheit" der Menschheit, die fast jede Öffnung für die Zerstörung der eigenen Art verwendet reden.Die Entdeckung von Plutonium-239, das in der Lage, in einer Kettenreaktion zu beteiligen, ist, darf es als eine Quelle der friedlichen Energie zu verwenden.Uran-235 ist ein Analogon des Plutoniums auf der Erde sehr selten zu finden, wählen Sie sie aus dem Uranerz ist viel schwieriger, als sich das Plutonium.

Alter der Erde

Radioisotopen-Analyse von Isotopen von radioaktiven Elementen gibt ein genaueres Bild von der Lebenszeit einer Probe.

Verwendung Kette Transformationen "Uran - Thorium" in der Erdkruste enthalten sind, macht es möglich, das Alter unseres Planeten bestimmen.Der Anteil dieser Elemente im Durchschnitt über die Kruste unterliegt diese Methode.Nach den neuesten Daten, ist das Alter der Erde 4600000000 Jahre alt.