studi radioaktivitas mulai pada tanggal 1 Maret 1896, ketika terkenal ilmuwan Perancis Henri Becquerel sengaja menemukan radiasi aneh di garam uranium.Ternyata piring fotografi, ditempatkan dalam sebuah kotak dengan sampel dirusak.Ini membawa negara memiliki daya tembus radiasi yang tinggi, yang memiliki uranium.Properti ini ditemukan di unsur yang sangat berat, menyelesaikan tabel periodik.Ia diberi nama "radioaktivitas".
memperkenalkan karakteristik radioaktivitas
Proses ini - transformasi spontan isotop dalam isotop yang berbeda dari unsur dengan rilis simultan partikel dasar (elektron, inti atom helium).Konversi atom muncul spontan, tidak memerlukan penyerapan energi eksternal.Kuantitas utama mencirikan proses pelepasan energi selama peluruhan radioaktif disebut aktivitas.Kegiatan
dari sampel radioaktif adalah probabilitas jumlah meluruh dari sampel per satuan waktu.Dalam SI (Sistem Internasional) unit disebut becquerel nya (Bq).Kegiatan 1 Bq mengadopsi sampel tersebut, dimana disintegrasi rata terjadi dalam satu detik.
A = λN, di mana λ- membusuk konstan, N - jumlah atom aktif dalam sampel.
Ada α, β, γ-pembusukan.Persamaan yang sesuai disebut aturan offset: Nama
|
| Apa yang terjadi persamaan reaksi | α |
| pembusukan | transformasi inti atom XY kernel dengan rilis dari inti atom helium | ZAH → Z-2YA-4 + 2He4 |
| β - pembusukan | transformasi atom kernel inti X Y dengan pelepasan elektron | ZAH → Z + + 1YA -1eA |
| γ - pembusukan | tidak disertai dengan perubahan dalam inti, energi yang dilepaskan dalam bentuk gelombang elektromagnetik | ZHA ZXA → + γ |
WaktuInterval radioaktivitas
runtuhnya partikel tidak dapat diatur untuk atom tertentu.Baginya, itu adalah lebih merupakan "kecelakaan" dari pola.Pelepasan energi yang mencirikan proses, didefinisikan sebagai aktivitas sampel.
melihat bahwa perubahan dari waktu ke waktu.Meskipun beberapa elemen menunjukkan tingkat mengejutkan keteguhan radiasi, ada zat yang aktivitasnya berkurang beberapa kali dalam waktu yang relatif singkat.Berbagai menakjubkan!Apakah mungkin untuk menemukan pola dalam proses ini?
menetapkan bahwa ada waktu di mana persis setengah dari atom spesimen menjalani peluruhan.Interval waktu ini disebut "paruh".Apa arti dari pengenalan konsep ini?
Apa paruh?
Tampaknya untuk waktu sama dengan periode, persis setengah dari semua atom aktif istirahat sampel.Tapi apakah ini berarti bahwa selama dua setengah kehidupan semua atom aktif sepenuhnya hancur?Tidak sama sekali.Setelah titik tertentu dalam sampel adalah setengah dari unsur radioaktif dengan jumlah yang sama dari atom tersisa waktu terurai bahkan setengah, dan sebagainya.Radiasi terus berlanjut untuk waktu yang lama, secara signifikan lebih besar dari paruh.Atom begitu aktif dipertahankan dalam sampel, terlepas dari radiasi
paruh - nilai yang hanya bergantung pada sifat zat.Nilai yang ditetapkan untuk banyak isotop radioaktif terkenal.
Tabel: "The pembusukan paruh isotop tertentu» nama
| penunjukan | Lihat pembusukan | paruh | |
| Radium |
88Ra219 | alpha | 0001 detik |
| Magnesium | 12Mg27 | beta | 10 menit |
| Radon | 86Rn222 |
alpha | 3,8 hari |
| Cobalt | 27Co60 | beta, gamma | 5,3 tahun |
| Radium | 88Ra226 | alpha, gamma | 1620 tahun |
| Uranus | 92U238 | alpha, gamma | 4,5 Ga |
Menentukan paruheksperimental.Di laboratorium penelitian mengukur aktivitas yang dilakukan berulang-ulang.Sejak sampel laboratorium ukuran minimum (peneliti keamanan di atas semua), percobaan dilakukan dengan interval yang berbeda, berulang kali.Hal ini didasarkan pada pola perubahan aktivitas zat.
Dalam rangka untuk menentukan paruh diukur aktivitas sampel pada interval waktu tertentu.Mengingat bahwa parameter yang terkait dengan kuantitas atom hancur, menggunakan hukum peluruhan radioaktif paruh ditentukan.
contoh untuk menentukan isotop
Biarkan jumlah elemen aktif yang diteliti isotop pada waktu tertentu adalah sama dengan N, interval waktu selama t1 t2- dipantau, di mana awal dan akhir dari pengamatan yang cukup dekat.Asumsikan bahwa n - jumlah atom hancur dalam interval waktu tertentu, maka n = KN (t1 t2-).
Ungkapan ini K = 0693 / T½ - koefisien proporsionalitas disebut konstanta peluruhan.T½ - paruh isotop.
Kami mengambil interval waktu untuk unit.Jadi K = n / N menunjukkan fraksi inti isotop disintegrasi hadir per satuan waktu.
Mengetahui nilai konstanta peluruhan, kita dapat menentukan paruh dan pembusukan: T½ = 0693 / K.
Ini berarti bahwa per unit waktu istirahat tidak sejumlah atom aktif dan ditentukan bagian mereka.
Hukum peluruhan radioaktif (spp)
Waktu paruh adalah dasar spp.Pola berasal Frederick Soddy dan Ernest Rutherford berdasarkan hasil studi eksperimental pada tahun 1903.Anehnya, beberapa pengukuran yang dilakukan dengan instrumen yang jauh dari sempurna dalam hal awal abad kedua puluh, menyebabkan akurat dan valid hasil.Ini menjadi dasar dari teori radioaktivitas.Kami berasal notasi matematika dari hukum peluruhan radioaktif.
- Biarkan N0 - jumlah atom aktif dalam waktu tertentu.Setelah interval waktu t akan nondecomposed unsur N.
- Pada saat yang sama dengan waktu paruh tetap persis setengah dari elemen aktif: N = N0 / 2.
- Setelah periode lain dari paruh dalam sampel adalah: N = N0 / N0 = 22/4 atom aktif.
- berlalunya waktu sama dengan yang lain paruh, hanya menyimpan sampel: N = N0 / 8 = N0 / 23.
- Pada saat ketika paruh akan diadakan periode n, akan tetap dalam sampel N = N0 / partikel aktif 2n.Dalam ungkapan ini, n = t / T½: rasio waktu untuk mempelajari paruh.
- spp memiliki ekspresi matematika yang sedikit berbeda, lebih nyaman dalam memecahkan masalah: N = N02-t / T½.
keteraturan untuk menentukan paruh selain jumlah atom dari isotop aktif nondecomposed pada waktu tertentu.Mengetahui jumlah atom dari sampel pada awal, setelah beberapa waktu adalah mungkin untuk menentukan masa obat.
menentukan paruh rumus hukum peluruhan radioaktif membantu hanya jika parameter tertentu: jumlah isotop aktif dalam sampel, sangat sulit untuk belajar.
konsekuensi dari hukum
Rekam rumus spp mungkin, menggunakan konsep aktivitas dan massa atom obat.Kegiatan
sebanding dengan jumlah atom radioaktif: A = A0 • 2-t / T.Dalam rumus ini, A0 - aktivitas sampel pada waktu awal, A - aktivitas setelah t detik, T - waktu paruh.
massa zat dapat digunakan dalam pola: m = m0 • 2-t / T
selama setiap interval waktu yang sama istirahat benar-benar proporsi yang sama dari atom radioaktif yang tersedia dalam persiapan ini.
batas penerapan hukum hukum
dalam segala hal adalah statistik, mendefinisikan proses dalam mikrokosmos.Hal ini dimengerti bahwa paruh unsur radioaktif - nilai statistik.Sifat probabilistik peristiwa di inti atom menunjukkan bahwa kernel sewenang-wenang bisa berantakan setiap saat.Memprediksi acara mustahil, kita hanya dapat menentukan kredibilitasnya pada suatu waktu.Akibatnya, waktu paruh tidak masuk akal:
- untuk atom tunggal;
- sampel berat minimum.
Lifetime atom
keberadaan atom dalam kondisi aslinya dapat berlangsung untuk kedua, dan mungkin jutaan tahun.Berbicara tentang masa partikel yang diberikan juga tidak perlu.Masukkan jumlah, sama dengan seumur hidup rata-rata dari atom, Anda dapat berbicara tentang keberadaan atom dari efek isotop radioaktif peluruhan radioaktif.Waktu paruh dari inti atom tergantung pada sifat atom dan tidak tergantung pada variabel lain.
mungkin untuk memecahkan masalah: bagaimana menemukan setengah-hidup, mengetahui rata-rata seumur hidup?
menentukan rumus paruh berkaitan masa rata-rata dari atom dan pembusukan bantuan konstan, tidak kurang.
τ = T1 / 2 / LN2 = T1 / 2 / 0,693 = 1 / λ.
entri τ ini - rata-rata seumur hidup, λ - konstanta peluruhan.
Menggunakan paruh
spp Aplikasi untuk menentukan usia dari sampel individu tersebar luas dalam studi akhir abad kedua puluh.Keakuratan penentuan usia fosil artefak telah meningkat begitu banyak yang dapat memberikan gambaran tentang waktu hidup milenium SM.Analisis
radiokarbon dari spesimen fosil berdasarkan perubahan dalam aktivitas karbon-14 (radiokarbon) hadir di semua organisme.Dia masuk ke organisme hidup dalam proses metabolisme dan menemukan di dalamnya konsentrasi tertentu.Setelah kematian metabolisme dengan lingkungan diakhiri.Konsentrasi karbon radioaktif jatuh karena kerusakan alam, aktivitas berkurang secara proporsional.
Dengan nilai-nilai tersebut, paruh, rumus hukum peluruhan radioaktif membantu untuk menentukan waktu penghentian kehidupan organisme.
Chains transformasi radioaktif
penelitian radioaktivitas dilakukan di laboratorium.Kemampuan luar biasa dari unsur-unsur radioaktif tetap aktif selama berjam-jam, hari atau bahkan bertahun-tahun tidak bisa datang sebagai kejutan bagi fisikawan dari awal abad kedua puluh.Penelitian, misalnya, thorium disertai dengan hasil yang tak terduga: dalam botol tertutup dari aktivitas nya signifikan.Pada bau sedikit pun jatuh.Kesimpulannya adalah sederhana: konversi thorium disertai dengan pelepasan radon (gas).Semua elemen dalam proses radioaktif berubah menjadi masalah yang sama sekali berbeda dan sifat fisik dan kimia yang berbeda.Senyawa ini, pada gilirannya, juga tidak stabil.Hal ini sekarang dikenal tiga baris transformasi yang sama.
Pengetahuan transformasi ini sangat penting dalam menentukan waktu daerah dapat diaksesnya terkontaminasi dalam proses penelitian atom dan nuklir, atau bencana.Setengah kehidupan plutonium - tergantung pada isotop yang - dalam kisaran dari 86 (238 Pu) 80 juta tahun (244 Pu).Konsentrasi masing-masing isotop memberikan indikasi daerah dekontaminasi periode.
logam yang paling mahal
diketahui bahwa saat ini ada banyak logam lebih mahal dari emas, perak dan platinum.Ini termasuk plutonium.Menariknya, di alam diciptakan dalam evolusi plutonium tidak ditemukan.Sebagian besar elemen yang diperoleh di laboratorium.Operasi plutonium-239 di reaktor nuklir telah memungkinkan dia untuk menjadi sangat populer hari ini.Mendapatkan cukup untuk digunakan dalam sejumlah reaktor isotop membuatnya praktis tak ternilai.
Plutonium-239 diperoleh in vivo sebagai hasil reaksi berantai uranium-239, neptunium-239 (paruh - 56 jam).Sebuah rantai yang sama memungkinkan Anda untuk mengumpulkan plutonium dalam reaktor nuklir.Tingkat terjadinya jumlah yang diperlukan melebihi miliaran alami kali.
Aplikasi Energi
dapat berbicara banyak tentang kekurangan tenaga nuklir dan "keanehan" kemanusiaan, yang menggunakan hampir semua pembuka untuk kehancuran dari jenis mereka sendiri.Penemuan plutonium-239, yang mampu berpartisipasi dalam reaksi berantai nuklir, diizinkan untuk menggunakannya sebagai sumber energi damai.Uranium-235 adalah analog dari plutonium ditemukan di Bumi sangat jarang, pilih dari bijih uranium jauh lebih sulit daripada mendapatkan plutonium.Analisis radioisotop
Umur Bumi
isotop unsur radioaktif memberikan gambaran yang lebih akurat dari umur sampel.
penggunaan rantai transformasi "uranium - thorium" yang terdapat dalam kerak bumi, memungkinkan untuk menentukan umur planet kita.Persentase elemen ini rata-rata di seluruh kerak mendasari metode ini.Menurut data terbaru, usia Bumi berusia 4,6 miliar tahun.
