del estudio de la radiactividad se inició el 1 de marzo de 1896, cuando el famoso científico francés Henri Becquerel descubrió accidentalmente una radiación extraña en sales de uranio.Resultó que una placa fotográfica, colocado en una caja con una muestra estropeado.Con ello, el país que tiene un alto poder de penetración de la radiación, que tenía uranio.Esta propiedad se encuentra en los elementos muy pesados, completando la tabla periódica.Se le dio el nombre de "radiactividad".
introducir las características de la radiactividad
Este proceso - la transformación espontánea de los isótopos en un isótopo diferente del elemento con el lanzamiento simultáneo de partículas elementales (electrones, núcleos de átomos de helio).La conversión de átomos apareció espontánea, que no requiere la absorción de energía externa.La cantidad principal que caracteriza el proceso de liberación de energía durante la desintegración radiactiva se denomina actividad.Actividad
de una muestra radiactiva es la probabilidad de que el número de desintegraciones de la muestra por unidad de tiempo.En la unidad del SI (Sistema Internacional) de su llamada becquerel (Bq).La actividad de 1 Bq adoptó una muestra de este tipo, en el que la desintegración promedio se produce en un segundo.
A = λN, donde λ- constante de decaimiento, N - el número de átomos activos en la muestra.
Hay α, β, γ-caries.Las ecuaciones correspondientes se llaman reglas de desviación: nombre
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| Qué sucede ecuación de reacción |
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| α decadencia | transformación del núcleo atómico Xla Y kernel con un comunicado del núcleo atómico del helio | ZAH → Z-2YA-4 + β 2He4 |
| - decaimiento | transformación del núcleo atómico X kernel Y con una liberación de un electrón | ZAH → Z + + 1YA -1eA |
| γ - decaimiento | no se acompaña de cambios en el núcleo, la energía liberada en forma de una onda electromagnética | ZHA ZXA → + γ |
Tiempointervalo de
radiactividadel colapso de las partículas no se puede establecer para este átomo en particular.Para él, es más bien un "accidente" que el patrón.La liberación de energía que caracteriza el proceso, definida como la actividad de la muestra.
notó que cambia con el tiempo.Aunque algunos elementos muestran un sorprendente grado de constancia de la radiación, hay sustancias cuya actividad se reduce varias veces en un período relativamente corto de tiempo.La variedad increíble!¿Es posible encontrar un patrón en estos procesos?
establecido que hay un tiempo durante el cual exactamente la mitad de los átomos de la muestra de someterse a la descomposición.Este intervalo de tiempo se llama "vida media".¿Cuál es el significado de la introducción de este concepto?
¿Cuál es la vida media?
Parece que para el tiempo igual al período, exactamente la mitad de todos los átomos activos de la muestra se rompe.Pero ¿significa esto que durante los dos vidas medias de todos los átomos activos desintegran por completo?De ningún modo.Después de un cierto punto en la muestra es medio de los elementos radiactivos por la misma cantidad de átomos restantes de tiempo se descompone incluso medio, y así sucesivamente.La radiación persiste durante un largo tiempo, significativamente mayor que la vida media.Así átomos activas se retienen en la muestra, independientemente de la radiación
media-vida - un valor que depende sólo de las propiedades de la sustancia.El valor definido para muchos isótopos radiactivos conocidos.
Tabla: "La decadencia vida media de ciertos isótopos» vida media nombre
| designación | Ver decadencia |
| |
| Radium |
88Ra219 | alfa | 0,001 segundos |
| magnesio | 12Mg27 | beta | 10 minutos |
| radón | 86Rn222 |
alfa | 3,8 días |
| Cobalt | 27Co60 | beta, gamma | 5,3 años |
| Radium | 88Ra226 | alfa, gamma | 1620 años |
| Urano | 92U238 | alfa, gamma | 4,5 Ga |
La determinación de la vida mediaExperimental.En estudios de laboratorio que miden la actividad se lleva a cabo en varias ocasiones.Dado que las muestras de laboratorio de tamaño mínimo (investigador de seguridad por encima de todo), el experimento se lleva a cabo con diferentes intervalos, que se repite muchas veces.Se basa en un patrón de cambio de la actividad de las sustancias.
Con el fin de determinar la vida media se mide la actividad de la muestra a intervalos de tiempo específicos.Dado que se determina el parámetro relacionado con la cantidad de átomos desintegrados, usando la ley de la vida media de desintegración radiactiva.Ejemplo
para la determinación de isótopos
Deje que el número de elementos activos en estudio isótopo en un momento dado es igual a N, el intervalo de tiempo durante el cual el t1 T2 supervisado, donde el principio y el final de la observación están bastante cerca.Supongamos que n - número de átomos se desintegró en un intervalo de tiempo dado, entonces n = KN (t1 T2).
Esta expresión K = 0693 / T½ - el coeficiente de proporcionalidad se denomina la constante de desintegración.T½ - la vida media del isótopo.
Tomamos el intervalo de tiempo para la unidad.Por lo tanto K = n / N indica la fracción de núcleos de isótopos presente desintegrantes por unidad de tiempo.
Conocer el valor de la constante de desintegración, se puede determinar la vida media y la decadencia: T½ = 0693 / K.
Esto implica que por unidad de descansos de tiempo no son una cierta cantidad de átomos de activos y determinó su cuota.
Leyde desintegración radiactiva (spp)
La vida media es la base spp.El patrón de deriva Frederick Soddy y Ernest Rutherford sobre la base de los resultados de los estudios experimentales en 1903.Sorprendentemente, las múltiples mediciones realizadas con los instrumentos que están lejos de ser perfecta en términos de principios del siglo XX, llevaron a un resultados precisos y válidos.Se convirtió en la base de la teoría de la radiactividad.Derivamos notación matemática de la ley de desintegración radiactiva.
- Deje N0 - número de átomos de activos en un momento dado.Después de que el intervalo de tiempo t se nondecomposed N elementos.
- Por el tiempo igual a la vida media siguen siendo exactamente la mitad de los elementos activos: N = N0 / 2.
- Después de otro período de vida media en la muestra son: N = N0 / N0 = 4/22 átomos activos.
- el paso del tiempo igual a otra vida media, salvo solamente la muestra: N = N0 / 8 = N0 / 23.
- Por el tiempo en que la vida media se celebrará n periodos, permanecerá en la muestra N = N0 / partículas activas 2n.En esta expresión, n = t / T½: la proporción de tiempo para estudiar la vida media.
- spp tiene un poco diferentes expresiones matemáticas, más convenientes para resolver problemas: N = N02-t / T½.
regularidad para determinar la vida media, además de el número de átomos de isótopo activo nondecomposed en un momento dado.Sabiendo el número de átomos de la muestra al inicio del estudio, después de algún tiempo, es posible determinar el tiempo de vida de la droga.
determinar la vida media de la fórmula ley de desintegración radiactiva ayuda sólo si ciertos parámetros: el número de isótopos activos en la muestra, es bastante difícil de aprender.
consecuencia de la ley
Registro fórmula spp posible, utilizando el concepto de actividad y la masa de los átomos de la droga.Actividad
es proporcional al número de átomos radiactivos: A = A0 • 2-t / T.En esta fórmula, A0 - actividad de la muestra en el momento inicial, A - actividad después de t segundos, T - su vida media.Masa
de una sustancia se puede utilizar en los patrones: m = m0 • 2-t / T
durante los intervalos iguales de tiempo se rompe completamente la misma proporción de los átomos radioactivos disponibles en esta preparación.Límites
de aplicabilidad de la ley ley
en todos los aspectos es una estadística, la definición de los procesos en el microcosmos.Se entiende que la vida media de los elementos radiactivos - el valor estadístico.La naturaleza probabilística de los acontecimientos en los núcleos atómicos sugiere que kernel arbitraria puede desmoronarse en cualquier momento.Predecir el caso es imposible, sólo podemos determinar su credibilidad a la vez.Como resultado, la vida media no tiene sentido:
- para un solo átomo;
- muestra de un peso mínimo.
átomo de por vida
existencia del átomo en su estado original puede durar un segundo, y tal vez millones de años.Hablar sobre el tiempo de vida de una partícula dada tampoco es necesario.Introduzca la cantidad, igual a la vida media de los átomos, se puede hablar de la existencia de los átomos de un radiactivos efectos isotópicos de desintegración radiactiva.La vida media del núcleo de un átomo depende de la naturaleza del átomo y no depende de otras variables.
posible resolver el problema: cómo encontrar una vida media, sabiendo que el tiempo de vida promedio?
determinar la fórmula de la vida media de relacionar la vida media del átomo y la ayuda constante de desintegración, no menos.
τ = T1 / 2 / ln2 = T1 / 2 / 0,693 = 1 / λ.
Este τ entrada - la vida media, λ - la constante de desintegración.
Utilizando vida media
Aplicación spp para determinar la edad de las muestras individuales se ha generalizado en los estudios de finales del siglo XX.La precisión de la determinación de la edad de los fósiles artefactos ha aumentado tanto que puede dar una idea del tiempo de vida del milenio antes de Cristo.Análisis
radiocarbono de especímenes fósiles basados en el cambio en la actividad del carbono-14 (radiocarbono) presentes en todos los organismos.Se mete en un organismo vivo en el proceso del metabolismo y encontró en ella una cierta concentración.Después de la muerte del metabolismo con el medio ambiente se termina.La concentración de carbono radiactivo cae debido a la descomposición natural, la actividad se reduce en proporción.
Con estos valores, la vida media, la fórmula de la ley de desintegración radiactiva ayuda a determinar el momento de la terminación de la vida del organismo.Se llevaron a cabo Cadenas
estudios de radiactividad transformación radiactiva
en el laboratorio.La increíble capacidad de los elementos radiactivos se mantienen activos durante horas, días o incluso años no podía ser una sorpresa para los físicos de principios del siglo XX.Los estudios, por ejemplo, torio acompañado de un resultado inesperado: en un frasco sellado de su actividad fue significativa.Al menor soplo de que cayó.La conclusión era simple: la conversión de torio acompañado por la liberación de gas radón (gas).Todos los elementos en el proceso de la radiactividad se convierten en un asunto completamente diferente y diferentes propiedades físicas y químicas.Este compuesto, a su vez, también es inestable.Se sabe ahora tres filas de transformaciones similares.
El conocimiento de estas transformaciones son muy importantes para determinar el momento de áreas inaccesibilidad contaminados en el proceso de investigación atómica y nuclear, o los desastres.La media vida de plutonio - dependiendo de sus isótopos - en el rango de 86 (238 Pu) a 80 millones de años (244 Pu).La concentración de cada isótopo da una indicación de la zona de descontaminación período.
metal más caro
sabe que hoy en día hay mucho de metal más caro que el oro, la plata y el platino.Estos incluyen el plutonio.Curiosamente, en la naturaleza creada en la evolución del plutonio no se encuentra.La mayor parte de los elementos obtenidos en el laboratorio.Operación de plutonio-239 en los reactores nucleares le ha permitido llegar a ser muy popular en estos días.La obtención de suficiente para su uso en una serie de reactores del isótopo hace prácticamente inapreciable.
plutonio-239 se obtiene in vivo como resultado de reacciones en cadena de uranio-239, neptunio-239 (vida media - 56 horas).Una cadena similares le permite acumular plutonio en los reactores nucleares.La tasa de ocurrencia del número requerido excede los miles de millones de veces naturales.
Aplicación en Energía
puede hablar mucho sobre las deficiencias de la energía nuclear y la "extrañeza" de la humanidad, que utiliza casi cualquier abertura para la destrucción de su propia especie.El descubrimiento de plutonio-239, que es capaz de participar en una reacción nuclear en cadena, permitió utilizarlo como fuente de energía pacífica.El uranio-235 es un análogo del plutonio encontrado en la Tierra extremadamente raro, selecciónelo en el mineral de uranio es mucho más difícil que conseguir el plutonio.
Edad Tierra
análisis de radioisótopos de los isótopos de los elementos radiactivos da una imagen más precisa del tiempo de vida de una muestra.
transformaciones uso de cadenas "de uranio - torio" contenida en la corteza de la tierra, hace que sea posible determinar la edad de nuestro planeta.El porcentaje de estos elementos en promedio a lo largo de la corteza subyace a este método.Según los últimos datos, la edad de la Tierra es de 4,6 mil millones de años de antigüedad.
