L'emivita di elementi radioattivi - che cosa è e come si determina ?Formula emivita

storia dello studio della radioattività è iniziata il 1 ° marzo 1896, quando il famoso scienziato francese Henri Becquerel scoperto per caso una strana radiazione di sali di uranio.Si è scoperto che una lastra fotografica, messo in una scatola con un campione guastato.Questo ha portato il paese ad elevato potere penetrante della radiazione, che aveva uranio.Questa struttura si trova in elementi più pesanti molto, completando la tavola periodica.Gli fu dato il nome di "radioattività".

introdurre le caratteristiche della radioattività

Questo processo - trasformazione spontanea dell'isotopo in un altro isotopo dell'elemento con il rilascio simultaneo delle particelle elementari (elettroni, nuclei di atomi di elio).La conversione di atomi apparso spontaneo, non richiedendo assorbimento di energia esterna.La quantità principale che caratterizza il processo di rilascio di energia durante il decadimento radioattivo è chiamato attività.Attività

di un campione radioattivo è la probabilità che il numero di decadimenti del campione per unità di tempo.Nell'unità di sua chiamata becquerel (Bq) SI (Sistema Internazionale).L'attività di 1 Bq adottato tale campione, in cui si verifica la disintegrazione media in un secondo.

A = λN, dove λ- costante di decadimento, N - il numero di atomi attivi nel campione.

Ci sono α, β, γ-decadimento.Le equazioni corrispondenti si chiamano regole di offset: nome

TempoIntervallo di radioattività

il crollo delle particelle non può essere impostato per questo particolare atomo.Per lui, si tratta piuttosto di un "incidente" del modello.Il rilascio di energia che caratterizza il processo, definito come l'attività del campione.

notato che cambia nel tempo.Sebbene alcuni elementi indicano un grado sorprendente della costanza della radiazione, vi sono sostanze la cui attività è ridotta più volte in un periodo relativamente breve di tempo.La varietà incredibile!È possibile trovare un modello in questi processi?

constatato che non vi è un tempo durante il quale esattamente la metà degli atomi del campione sottoposto decadimento.Questo intervallo di tempo è chiamato "emivita".Qual è il significato della introduzione di questo concetto?

Qual è il tempo di dimezzamento?

Sembra che per il tempo pari al periodo, esattamente la metà di tutti gli atomi attivi delle pause campione.Ma questo significa che durante i due semi-vita di tutti gli atomi attivi completamente disintegrarsi?Niente affatto.Dopo un certo punto nel campione è metà degli elementi radioattivi della stessa quantità di atomi rimanenti tempo decompone nemmeno la metà, e così via.La radiazione persiste per lungo tempo, significativamente superiore alla emivita.Così atomi attivi vengono mantenuti nel campione, indipendentemente radiazione

emivita - un valore che dipende solo dalle proprietà della sostanza.Il valore definito per molti isotopi radioattivi ben noti.

Tabella: "La decadenza emivita di alcuni isotopi» nome

Determinare il tempo di dimezzamentoSperimentale.In studi di laboratorio che misurano l'attività è condotta ripetutamente.Dal momento che campioni di laboratorio di dimensioni minime (ricercatore di sicurezza prima di tutto), l'esperimento viene effettuato con intervalli diversi, ripetuto molte volte.Essa si basa su un modello di cambiamento di attività delle sostanze.

Per determinare l'emivita è misurata l'attività del campione ad intervalli di tempo specifici.Dato che il parametro relativo alla quantità di atomi disintegrati, utilizzando la legge di decadimento radioattivo emivita è determinata.

esempio per determinare isotopo

Sia il numero di elementi attivi in ​​esame isotopo in un dato tempo è pari a N, l'intervallo di tempo durante il quale il t1 T2 monitorata, in cui l'inizio e la fine della osservazione sono abbastanza vicino.Supponiamo che n - numero di atomi disintegrato in un dato intervallo di tempo, allora n = KN (t1 T2).

Questa espressione K = 0693 / T½ - il coefficiente di proporzionalità è chiamata costante di decadimento.T½ - il tempo di dimezzamento dell'isotopo.

Prendiamo l'intervallo di tempo per l'unità.Così K = n / N indica la frazione di nuclei di isotopi presente disgregatrici per unità di tempo.

Conoscendo il valore della costante di decadimento, possiamo determinare il tempo di dimezzamento e decadenza: T½ = 0693 / K.

Ciò implica che per unità di pause di tempo non sono una certa quantità di atomi attivi e determinato la loro parte.

di decadimento radioattivo (spp)

L'emivita è la base spp.Il modello derivato Frederick Soddy e Ernest Rutherford sulla base dei risultati di studi sperimentali nel 1903.Sorprendentemente, le molteplici misure effettuate con strumenti che sono ben lungi dall'essere perfetto in termini di primo Novecento, ha portato ad un accurato e validi risultati.E 'diventato la base della teoria della radioattività.Deriviamo notazione matematica della legge di decadimento radioattivo.

- Let N0 - numero di atomi attivi in ​​un dato tempo.Dopo l'intervallo di tempo t sarà nondecomposed N elementi.

- Con il tempo uguale al tempo di dimezzamento rimangono esattamente la metà degli elementi attivi: N = N0 / 2.

- Dopo un altro periodo di tempo di dimezzamento nel campione sono: N = N0 / N0 = 4/22 atomi attivi.

- il passare del tempo uguale a un altro emivita, salvo soltanto il campione: N = N0 / 8 = N0 / 23.

- Nel momento in cui l'emivita si terrà n periodi, rimarrà nel campione N = N0 / particelle attive 2n.In questa espressione, n = t / T½: la proporzione di tempo per studiare l'emivita.

- spp ha un po 'diverse espressioni matematiche, più conveniente per risolvere i problemi: N = N02-t / T½.

regolarità per determinare il tempo di dimezzamento in aggiunta al numero di atomi di isotopo attivo nondecomposed in un dato momento.Conoscendo il numero di atomi del campione al basale, dopo qualche tempo, è possibile determinare la durata del farmaco.

determinare il tempo di dimezzamento radioattivo di formula legge decadimento aiuta solo se alcuni parametri: il numero di isotopi attivi nel campione, è abbastanza difficile da imparare.

conseguenza della legge

Record formula spp possibile, utilizzando il concetto di attività e la massa degli atomi del farmaco.Attività

è proporzionale al numero di atomi radioattivi: A = A0 • 2-t / T.In questa formula, A0 - attività del campione al momento iniziale, A - attività dopo t secondi, T - l'emivita.

massa di una sostanza può essere utilizzato nei modelli: m = m0 • 2-t / T

durante eventuali intervalli uguali di tempi di pausa completamente la stessa proporzione degli atomi radioattivi disponibili in questa preparazione.

limiti di applicabilità della legge legge

a tutti gli effetti è una statistica, che definisce i processi nel microcosmo.Resta inteso che l'emivita di elementi radioattivi - il valore statistico.La natura probabilistica degli eventi in nuclei atomici suggerisce che kernel arbitrario può crollare da un momento all'altro.Prevedere l'evento è impossibile, possiamo determinare solo sua credibilità alla volta.Come risultato, l'emivita non ha senso:

• per un singolo atomo;
• campione peso minimo.

Lifetime atomo

esistenza dell'atomo nella sua condizione originale può durare per un secondo, e forse milioni di anni.Parlando della vita di una data particella non è anche necessario.Inserisci l'importo, pari alla vita media degli atomi, si può parlare dell'esistenza di atomi di un isotopo radioattivo effetti del decadimento radioattivo.L'emivita del nucleo di un atomo dipende dalla natura dell'atomo e non dipende da altre variabili.

possibile per risolvere il problema: come trovare un tempo di dimezzamento, conoscendo la vita media?

determinare la formula emivita relativo la durata media di un atomo e l'aiuto costante di decadimento, niente di meno.

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

Questo τ ingresso - la vita media, λ - la costante di decadimento.

Utilizzando emivita

spp Applicazione per determinare l'età dei singoli campioni è molto diffusa negli studi della fine del ventesimo secolo.La precisione di determinare l'età dei fossili manufatti è aumentato così tanto che può dare un'idea del tempo di vita del millennio aC.Analisi

Radiocarbonio di esemplari fossili basati sul cambiamento nell'attività del carbonio-14 (radiocarbon) presenti in tutti gli organismi.Si ottiene in un organismo vivente nel processo di metabolismo e trovato in esso una certa concentrazione.Dopo la morte del metabolismo con l'ambiente è terminata.La concentrazione di carbonio radioattivo cadute a causa di decadimento naturale, l'attività è ridotta in proporzione.

Con tali valori, il tempo di dimezzamento, la formula della legge di decadimento radioattivo aiuta a determinare il momento della cessazione della vita dell'organismo.Sono stati condotti Catene

trasformazione radioattivo

studi di radioattività in laboratorio.La straordinaria capacità di elementi radioattivi restano attivi per ore, giorni o addirittura anni, non poteva essere una sorpresa per i fisici del primo Novecento.Studi, per esempio, torio accompagnato da un risultato inaspettato: in una fiala sigillata della sua attività è stata significativa.Al minimo soffio di esso è caduto.La conclusione è semplice: la conversione di torio accompagnata dal rilascio di radon (gas).Tutti gli elementi del processo di radioattività trasformano in una questione completamente diversa e diverse proprietà fisiche e chimiche.Questo composto, a sua volta, è anche instabile.E 'ormai noto tre file di trasformazioni simili.

La conoscenza di queste trasformazioni sono estremamente importanti nel determinare il tempo delle aree contaminate inaccessibilità nel processo di ricerca atomica e nucleare, o di disastri.L'emivita di plutonio - seconda suoi isotopi - nell'intervallo da 86 (238 Pu) per 80 milioni di anni (244 Pu).La concentrazione di ogni isotopo dà un'indicazione della zona decontaminazione periodo.

più costoso metallo

noto che al giorno d'oggi ci sono molto più costosi di quelli in metallo oro, argento e platino.Questi includono il plutonio.È interessante notare che, nella natura creata nell'evoluzione del plutonio non viene trovato.La maggior parte degli elementi ottenuti in laboratorio.Funzionamento di plutonio-239 nei reattori nucleari gli ha permesso di diventare estremamente popolare in questi giorni.Ottenere sufficiente per l'uso in un certo numero di reattori dell'isotopo rende praticamente prezioso.

plutonio-239 viene ottenuto in vivo a seguito di reazioni a catena di uranio-239, nettunio 239 (emivita - 56 ore).Una catena simile permette di accumulare plutonio nei reattori nucleari.Il tasso di incidenza del numero richiesto supera i miliardi naturali di volte.

Applicazione in Energy

può parlare molto sui difetti del nucleare e la "estraneità" dell'umanità, che utilizza quasi qualsiasi apertura per la distruzione della loro stessa specie.La scoperta di plutonio-239, che è in grado di partecipare ad una reazione nucleare a catena, permesso di utilizzare come fonte di energia pacifica.Uranio-235 è un analogo del plutonio si trovano sulla Terra estremamente raro, selezionarlo dal minerale di uranio è molto più difficile che ottenere il plutonio.

Età Terra

analisi radioisotopo di isotopi di elementi radioattivi dà un quadro più preciso del tempo di vita di un campione.

uso della catena di trasformazioni "di uranio - torio" contenuto nella crosta terrestre, permette di determinare l'età del nostro pianeta.La percentuale di questi elementi in media tutta crosta base di questo metodo.Secondo gli ultimi dati, l'età della Terra è di 4,6 miliardi di anni.