Okres półtrwania pierwiastków promieniotwórczych - co to jest i jak to określa ?Formuła półtrwania

Historia badań promieniotwórczości rozpoczęła się 1 marca 1896 roku, kiedy to znany francuski uczony Henri Becquerel odkrył przypadkowo w soli dziwne promieniowanie uranu.Okazało się, że płyty fotograficzne, umieszczone w pudełku z próbki skażonej.To doprowadziło kraj o wysokim przenikliwy promieniowania, który miał uranu.Ta nieruchomość znajduje się w bardzo najcięższych pierwiastków, ukończenie okresowego.Nadano mu nazwę "radioaktywność".

przedstawić charakterystykę radioaktywności

Proces ten - spontaniczną transformację izotopu w innym izotopu pierwiastka z jednoczesnym wyzwoleniem cząstek elementarnych (elektronów, jąder atomów helu).Konwersję atomów pojawiły spontaniczne i nie wymaga zewnętrznego pochłaniania energii.Główną ilość charakteryzujące proces uwalniania energii podczas rozpadu radioaktywnego nazywa activity.Aktywność

próbki radioaktywnej jest prawdopodobieństwo liczby rozpadów na próbkę w jednostce czasu.W SI (System International) jednostkę jego nazwie Becquerela (Bq).Aktywność 1 Bq przyjął taką próbkę, w której średnia rozpad zachodzi w ciągu jednej sekundy.

A = λN, gdzie λ- próchnicę stała, N - liczba aktywnych atomów w próbce.

Istnieje α, β, γ-rozpadu.Odpowiednie równania nazywane są przesunięte zasady: Nazwa

czasuodstęp radioaktywności

rozpad cząstek nie można ustawić dla danego atomu.Dla niego jest to raczej "wypadek" niż wzorzec.Uwolnienia energii, która charakteryzuje się proces określa się jako aktywność próbki.

zauważyłem, że zmienia się w czasie.Mimo, że niektóre elementy wykazują zaskakujący stopień stałości promieniowania, są substancje, których aktywność jest zmniejszona kilka razy w ciągu stosunkowo krótkiego okresu czasu.Zdumiewająca różnorodność!Czy to możliwe, aby znaleźć wzór w tych procesach?

ustalone, że nie jest to czas, w którym dokładnie połowa atomów próbki przechodzi próchnicy.Czas ten jest nazywany "Half-Life".Jaki jest sens wprowadzenia tej koncepcji?

Jaki jest okres półtrwania?

Wydaje się, że po czasie równym okresowi, dokładnie w połowie wszystkich aktywnych atomów przerw próbki.Ale czy to oznacza, że ​​w ciągu dwóch półtrwania wszystkich aktywnych atomów całkowicie rozpadnie?Wcale nie.Po pewnym punktem w próbce jest połowa pierwiastków promieniotwórczych przez taką samą ilość czasu pozostałego węgla rozkłada się nawet w połowie, i tak dalej.Promieniowanie utrzymuje się przez długi czas, znacznie większej niż półtrwania.Więc aktywne atomy są zachowane w próbce, niezależnie od promieniowania

półtrwania - wartość, która zależy tylko od właściwości substancji.Wartość określona dla wielu znanych izotopów promieniotwórczych.

Tabela: "Rozpad półtrwania niektórych izotopów» Nazwa

Ustalenie okresu półtrwaniaeksperymentalna.W laboratorium badania mierzące aktywność odbywa się wielokrotnie.Ponieważ próbki laboratoryjne minimalną wielkość (badacza bezpieczeństwa przede wszystkim) Eksperyment przeprowadza się w różnych odstępach czasu, powtarza się wiele razy.Opiera się ona na układzie zmiany aktywności substancji.

W celu określenia okresu półtrwania mierzy aktywność próbki w określonych odstępach czasu.Biorąc pod uwagę, że parametr związany z ilością atomów rozwarstwienie, stosując prawo rozpadu radioaktywnego półtrwania jest ustalona.Przykładem

do oznaczania izotopów

Niech liczbę aktywnych elementów w ramach badania izotopu w danym czasie jest równa N, przedział czasu, w którym monitorowane T2- t1, gdzie początek i koniec obserwacji są dość blisko.Zakładamy, że n - liczba atomów rozpadła się w danym przedziale czasu, a n = KN (T2-T1).

To wyrażenie K = 0693 / T½ - współczynnik proporcjonalności nazywa rozpad stałe.T½ - okres półtrwania izotopu.

Bierzemy przedział czasu dla jednostki.Tak więc K = n / N wskazuje część jąder izotopów obecne rozpadających się w jednostce czasu.

Znając wartość stałej rozpadu, możemy określić czas półtrwania i próchnicy: T½ = 0,693 / K.

Oznacza to, że w jednostce czasu przerwy nie są pewna ilość aktywnych atomów i ustala swój udział.

Prawo rozpadu promieniotwórczego (SPP)

Okres półtrwania jest podstawą spp.Wzór pochodzi Frederick Soddy i Ernest Rutherford na podstawie wyników badań doświadczalnych w 1903 roku.Niespodziewanie, kilka Pomiary wykonane instrumenty, które są dalekie od doskonałości pod względem początku XX wieku, doprowadziły do ​​dokładnych i ważnych wyników.To stało się podstawą teorii promieniotwórczości.Czerpiemy notację matematyczną prawa rozpadu promieniotwórczego.

- Niech N0 - liczba aktywnych atomów w danym czasie.Po odstępie czasu t będzie nondecomposed N elementów.

- W czasie równym półtrwania pozostanie dokładnie w połowie aktywnych elementów: N = N0 / 2.

- Po kolejnym okresem półtrwania w próbce są: N = N0 / N0 = 4/22 aktywne atomy.

- upływ czasu równego innym półtrwania, zapisać jedynie próbkę: N = N0 / 8 = N0 / 23.

- Do czasu, gdy okres półtrwania odbędzie się okresy n, pozostanie w próbie N = N0 / 2n aktywne cząstki.W tej wypowiedzi, n = t / T½: stosunek czasu studiować półtrwania.

- spp ma nieco inny wyrażeń matematycznych, wygodniejsze w rozwiązywaniu problemów: N = N02-T / T½.

regularność w celu określenia okresu półtrwania w uzupełnieniu do ilości węgla aktywnego izotopu nondecomposed w danym czasie.Znając liczbę atomów próbki na początku badania, po pewnym czasie jest możliwe do określenia trwałości leku.

określić półtrwania rozpadu radioaktywnego wzoru prawa pomaga tylko wtedy, gdy pewne parametry: liczba aktywnych izotopów w próbce, jest to dość trudne do opanowania.

konsekwencją prawa

Record formuły spp możliwe, przy użyciu koncepcji działalności i masy atomów leku.Aktywność

jest proporcjonalna do liczby atomów radioaktywnych: A = A0 • 2-t / T.W tym wzorze, A0 - działalność próbki w chwili początkowej, A - aktywność po t sekund, T - okres półtrwania.

masa substancji może być stosowany w układach: m = m0 • 2-T / T

podczas ewentualnych przerw w równych odstępach czasu w pełni taki sam udział radioaktywnego węgla dostępnych w tym preparacie.Limity

stosowalności prawa prawa

we wszystkich aspektach jest statystyczna, definiowanie procesów w mikrokosmosie.Rozumie się, że okres półtrwania pierwiastków promieniotwórczych - wartość statystyczną.Probabilistyczny charakter wydarzeń w jądrach atomowych sugeruje, że arbitralne jądro może się rozpaść w każdej chwili.Przewidzieć zdarzenie to jest niemożliwe, możemy tylko określić jej wiarygodność na raz.W rezultacie okres półtrwania nie ma sensu:

• na jednym atomem;
• próbki minimalna waga.

Lifetime atom

istnienie atomu w stanie pierwotnym może trwać chwilę, a może nawet miliony lat.Mówiąc o życiu danej cząstki nie jest również konieczne.Wpisz kwotę, równą średniej życia atomów, można mówić o istnieniu atomów radioaktywnego efektów izotopowych rozpadu promieniotwórczego.Półtrwania jądra atomowego w zależności od charakteru atomu i nie zależy od innych zmiennych.

to możliwe, aby rozwiązać problem: jak znaleźć czas półtrwania, wiedząc, średni czas życia?

określić formułę półtrwania odnoszące Średni czas życia atomu i rozpadu stałej pomocy, nie mniej.

τ = T1 / 2 / LN2 = T1 / 2 / 0,693 = 1 / λ.

Ten wpis τ - średni czas życia, λ - stałą zaniku.

Korzystanie półtrwania

spp Wniosek o określenie wieku poszczególnych próbek jest powszechne w badaniach pod koniec XX wieku.Dokładność określania wieku skamieniałości artefaktów wzrosła tak bardzo, że może dać wyobrażenie o okresie eksploatacji tysiąclecia pne.Analiza

Radiowęgiel próbek kopalnych w oparciu o zmiany w aktywności węgla-14 (radiowęglowych) obecne we wszystkich organizmach.On dostaje się do żywego organizmu w procesie metabolizmu i znaleźć w nim pewną koncentrację.Po śmierci metabolizmu z otoczeniem zostaje zakończona.Stężenie radioaktywnego węgla spada z powodu naturalnego rozpadu, aktywność zmniejsza się proporcjonalnie.

Przy takich wartościach, okres półtrwania, formuła prawa rozpadu promieniotwórczego pomaga określić czas zakończenia życia organizmu.

Łańcuchy przemiany promieniotwórcze

badania radioaktywności przeprowadzono w laboratorium.Zdumiewająca zdolność pierwiastków promieniotwórczych pozostają aktywne przez wiele godzin, dni, a nawet lat, nie może dziwić się fizyków początku XX wieku.Badania, na przykład, toru wraz z nieoczekiwanym wyniku: w szczelnej fiolce jego działania była znacząca.Przy najmniejszym powiew niego spadł.Wniosek był prosty: konwersja toru towarzyszy uwalnianie radonu (gazu).Wszystkie elementy w procesie napromieniowania przekształcić całkowicie różnej masy i różnych właściwościach fizycznych i chemicznych.Związek ten z kolei jest niestabilny.Obecnie wiadomo, trzy rzędy podobnych przemian.

Znajomość tych przemian są niezwykle ważne w określaniu czasu niedostępności zanieczyszczonych obszarów w procesie atomowej i jądrowej badań lub katastrof.Półtrwania plutonu - w zależności od ich izotopy - w zakresie od 86 (238 PU) do 80 milionów lat (244 PU).Stężenie każdego izotopu daje wskazanie obszaru do dekontaminacji z epoki.

najdroższych metali

wiadomo, że w dzisiejszych czasach nie są dużo droższe niż metalowe złota, srebra i platyny.Należą plutonu.Co ciekawe, w charakterze utworzonego w ewolucji plutonu nie znaleziono.Większość elementów uzyskanych w laboratorium.Działanie plutonu-239 w reaktorach jądrowych pozwoliła mu stać się bardzo popularne w dzisiejszych czasach.Uzyskanie odpowiednich do stosowania w wielu reaktorach izotopu sprawia, że ​​praktycznie nie do przecenienia.

pluton-239 otrzymuje się w warunkach in vivo w wyniku reakcji łańcuchowej, uranu 239, neptunium-239 (half-life - 56 godzin).Podobny łańcuch pozwala gromadzić plutonu w reaktorach jądrowych.Szybkość występowania wymaganej liczby przekracza naturalne miliardy razy.

Zastosowanie w Energy

można mówić wiele o braki energii jądrowej i "obcości" ludzkości, która korzysta prawie każdy otwór do zniszczenia własnego gatunku.Odkrycie plutonu-239, który jest w stanie uczestniczyć w łańcuchowej reakcji jądrowej, mogą używać go jako źródło spokojnej energii.Uran-235 jest analogiem plutonu znalezionego na Ziemi bardzo rzadkie, wybierz go z rudy uranowej jest znacznie trudniejsze niż uzyskanie pluton.

Wiek Ziemi

analiza radioizotopów izotopów pierwiastków promieniotwórczych daje dokładniejszy obraz czasu życia próbki.Przemiany łańcuchowe wykorzystanie

"uranu - toru" zawarte w skorupie ziemskiej, pozwala określić wiek naszej planety.Odsetek tych elementów średnio w skorupie stanowi podstawę tej metody.Według najnowszych danych, wiek Ziemi wynosi 4,6 miliarda lat.