Polčas rozpadu rádioaktívnych prvkov - čo to je a ako je určené ?Formula polčas

histórie štúdie rádioaktivity sa začala 1. marca 1896, kedy slávny francúzsky vedec Henri Becquerel objavil náhodne podivný žiarenia v uránových solí.Ukázalo sa, že fotografickú dosku, ktoré v krabici so vzorkou poznačené.To priviedlo krajinu, ktorý má vysokú prenikavosť žiarenia, ktorý mal urán.Táto nehnuteľnosť sa nachádza na veľmi najťažších prvkov, dokončenie periodickú tabuľku.On dostal meno "rádioaktivity".

predstaviť charakteristiky rádioaktivity

Tento proces - spontánna premenu izotopu v inom izotopu prvku s simultánnym prepustením elementárnych častíc (elektróny, jadrá atómov hélia).Konverzia atómov objavili spontánna, nevyžaduje žiadne externé absorpciu energie.Hlavné množstvo charakterizujúce proces uvoľňovania energie počas rádioaktívneho rozpadu, sa nazýva aktivita.

aktivita rádioaktívneho vzorky, je pravdepodobnosť, že počet rozpadov vzorky za jednotku času.V SI (Medzinárodná systém) zložky svojho volal Becquerel (Bq).Aktivita 1 Bq prijala také vzorka, v ktorom strednej rozpadu dochádza v priebehu jednej sekundy.

A = λN, kde λ- chátrať konštantná, N - počet aktívnych atómov vo vzorke.

Existujú α, β, γ-rozpad.Zodpovedajúce rovnice sa nazývajú ofsetové pravidlá: názov

Timeinterval rádioaktivity

kolaps častíc nie je možné nastaviť pre tento konkrétny atómu.Pre neho, je to skôr "nehoda", ako vzor.Uvoľnenie energie, ktorý charakterizuje tento proces, je definovaný ako aktivita vzorky.

si všimol, že sa mení v priebehu času.Aj keď niektoré prvky vykazujú prekvapivý stupeň stálosti žiarenie, sú látky, ktorých aktivita je znížená niekoľkokrát v relatívne krátkom časovom období.Úžasnú rozmanitosť!Je možné nájsť vzor v týchto procesov?

zistené, že je čas, počas ktorého presne polovica atómov vzorky prechádza kaz.Tento časový interval sa nazýva "polčas".Aký je význam zavedenia tejto koncepcie?

Aký je polčas?

Zdá sa, že po dobu rovnajúcu sa obdobie, presne polovica všetkých aktívnych atómov ukážkových prestávky.Ale to znamená, že počas dvoch polčasy všetkých aktívnych atómov úplne rozpadnúť?Vôbec nie.Po určitom okamihu vo vzorke je polovica rádioaktívnych prvkov o rovnakú sumu časových zvyšných atómov rozkladá ani polovicu, a tak ďalej.Žiarenie pretrváva dlhšiu dobu, podstatne vyššia než polčas.Takže aktívne atómy sú zachované vo vzorke, bez ohľadu na žiarenie

polčas - hodnotu, ktorá závisí iba na vlastnostiach látky.Hodnota definovaná pre mnoho známych rádioaktívnych izotopov.

Tabuľka: "polčas rozpadu niektorých izotopov» názov

Stanovenie polčasexperimentálne.V laboratórnych štúdiách meranie aktivity sa vykonáva opakovane.Vzhľadom k tomu, laboratórne vzorky o minimálnej veľkosti (bezpečnostný výskumník predovšetkým), experiment sa vykonáva rôznych časových intervaloch, mnohokrát opakuje.Je založený na modeli zmeny aktivity látok.

Na určenie polčas je meraná aktivita vzorky v určitých časových intervaloch.Vzhľadom k tomu, že sa určí parameter súvisí s množstvom rozrušených atómov, s použitím zákon rádioaktívneho rozpadu polčasu.

príklad pre stanovenie izotopov

Nech počet aktívnych prvkov v rámci štúdie izotopu v danom čase je rovný N, časový interval, v ktorom sledovaná t2- t1, kde je začiatok a koniec pozorovanie pomerne blízko.Predpokladajme, že n - počet atómov rozpadol v danom časovom intervale, potom n = KN (t2- t1).

Tento výraz K = 0693 / T½ - koeficient úmernosti je rozpad konštantná.T½ - polčas rozpadu izotopu.

Berieme časový interval pre jednotky.Tak K = n / N označuje zlomok izotopovými jadier prítomný rozpadajúcich sa za jednotku času.

Poznať hodnotu rozpadu konštantný, môžeme určiť polčas rozpadu a rozkladu: t½ = 0,693 / K.

To znamená, že na jednotku prestávkami nie je isté množstvo aktívnych atómov a stanovená ich podiel.

Zákon rádioaktívneho rozpadu (SPP)

polčas je základom spp.Vzor odvodený Frederick Soddy a Ernest Rutherford na základe výsledkov experimentálnych štúdií v roku 1903.Prekvapivo viac meraní vykonané s nástrojmi, ktoré sú ďaleko k dokonalosti, pokiaľ ide o na začiatku dvadsiateho storočia, viedol k presnému a platných výsledkov.To sa stalo základom teórie rádioaktivity.My odvodiť matematický zápis zákona rádioaktívneho rozpadu.

- Let N0 - počet aktívnych atómov v danom čase.Po prestávke času t bude nondecomposed N prvkov.

- V čase, keď sa rovná polčasu zostávajú presne polovica aktívnych prvkov: N = N0 / 2.

- Po ďalšie obdobie polčasu vo vzorke sú: N = N0 / N0 = 4/22 aktívne atómy.

- plynutia času rovné iný polčasu, uložiť iba vzorka: N = N0 / 8 = N0 / 23.

- V čase, keď je polčas sa bude konať n obdobia, zostane vo vzorke N = N0 / 2N aktívne častice.V tomto výraze, n = t / T½: pomer času študovať polčas.

- spp má mierne odlišné matematické výrazy, pohodlnejšie riešenie problémov: N = N02-T / t½.

pravidelnosť na určenie polčasu v navyše k počtu atómov aktívneho izotopu nondecomposed v danom čase.Znalosti počtu atómov vzorky na začiatku liečby, po určitej dobe, je možné určiť životnosť lieku.

určiť polčas rozpadu rádioaktívneho práva vzorca pomôže len vtedy, ak určité parametre: počet aktívnych izotopov vo vzorke, to je celkom ťažké sa naučiť.

dôsledkom zákona

záznamu vzorca spp možné, s použitím koncepcie činnosti a hmotnosť atómov liečivá.

aktivita je úmerná počtu rádioaktívnych atómov: A = A0 • 2-t / T.V tomto vzorci, A0 - aktivita vzorky v počiatočnej dobe, A - aktivita po t sekundách, T - polčas rozpadu.

hmotnosť látky môžu byť použité vo vzoroch: m = m0 • 2-t / T

pri všetkých rovnakých časových intervaloch prestávky úplne rovnaký podiel rádioaktívnych atómov dostupných v tomto prípravku.

limity použiteľnosti zákona

práva vo všetkých ohľadoch je štatistický, definujúce procesy v mikrokozme.Má sa za to, že polčas rádioaktívnych prvkov - štatistické hodnoty.Pravdepodobnostné charakter udalostí v atómových jadier naznačuje, že ľubovoľný jadro môže rozpadnúť v každom okamihu.Tipnite si pre prípad, že je nemožné, môžeme určiť len jej dôveryhodnosť naraz.Ako výsledok, polčas nedáva zmysel:

• pre jeden atóm;
• vzorky minimálnu hmotnosť.

Lifetime atóm

existencie atómu v jeho pôvodnom stave, môže trvať na sekundu, a možno milióny rokov.Ak hovoríme o životnosti daného častice tiež nie je nutná.Zadajte čiastku, ktorá sa rovná priemernej životnosti atómov, môžete hovoriť o existencii atómov rádioaktívny izotop účinkom rádioaktívneho rozpadu.Polčas rozpadu atómového jadra, závisí na povahe atómu a nie je závislá na iných premenných.

je možné vyriešiť problém: Ako nájsť polčas, pretože vedel, priemernú životnosť?

určenie polčasu vzorec ohľadom priemernú životnosť atómu a rozpadu konštantný pomoc, nič menej.

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

Tieto prostriedky τ - priemerná životnosť, λ - rozpad konštantný.

Použitie polčas

spp Aplikácia pre určovanie veku jednotlivých vzoriek je rozšírený v štúdiách na konci dvadsiateho storočia.Presnosť určovania veku fosílií artefaktov sa zvýšila natoľko, že môže dať predstavu o životného cyklu tisícročia pred naším letopočtom.

Radiocarbon analýza vzoriek fosílie na základe zmien v činnosti uhlík-14 (rádioaktívny uhlík), prítomných vo všetkých organizmoch.Dostáva sa do živého organizmu v procese látkovej výmeny a nachádza sa v ňom určitú koncentráciu.Po smrti metabolizmu s životným prostredím sa ukončí.Koncentrácia rádioaktívneho uhlíka klesne v dôsledku prirodzeného rozpadu, aktivita sa znižuje v pomere.

S takými hodnotami, half-life, vzorec zákona rádioaktívneho rozpadu pomáha určiť čas ukončenia života organizmu.

Reťaze rádioaktívny premena

rádioaktivity štúdie boli vykonané v laboratóriu.Úžasnú schopnosť rádioaktívnych prvkov zostať aktívny po celé hodiny, dni alebo dokonca roky nemohol prísť ako prekvapenie pre fyzikov z počiatku dvadsiateho storočia.Štúdie, napríklad, tórium sprevádzané neočakávaný výsledok: v uzatvorenej ampulke jeho pôsobenia bolo značné.Pri najmenšom závane neho spadol.Záver bol jednoduchý: premena tória sprevádzané uvoľnením radónu (plyn).Všetky prvky v procese rádioaktivity premeniť v úplne inej záležitosti a rôznych fyzikálnych a chemických vlastností.Táto zlúčenina, ďalej, je tiež nestabilný.Teraz je známe, tri rady podobných transformáciou.

Znalosť týchto transformácií sú veľmi dôležité pre určenie doby nedostupnosti oblastí kontaminovaných v procese atómovej a jadrovej výskumu, alebo zrútenie.Polčas plutónia - v závislosti na jeho izotopy - v rozmedzí od 86 238 (Pu) na 80 miliónov rokov (244 PU).Koncentrácia každého izotopu udáva obdobie dekontaminačné ploche.

najdrahšie kov

známe, že v dnešnej dobe existuje oveľa drahšie ako kovové zlata, striebra a platiny.Medzi ne patrí plutónia.Je zaujímavé, že v prírode vytvorené v evolúcii plutónia nebol nájdený.Väčšina prvkov získaných v laboratóriu.Prevádzka plutónia-239 v jadrových reaktoroch umožnil mu, aby sa stal veľmi populárny v týchto dňoch.Získanie dostatočné pre použitie v rade reaktorov izotopu z praktického hľadiska neoceniteľné.

Plutónium-239 sa získa in vivo ako výsledok reťazovej reakcie uránu-239, neptúnium 239 (polčas rozpadu - 56 hodín).Podobný reťaz umožňuje hromadiť plutónium v ​​jadrových reaktoroch.Miera výskytu požadovaného počtu presahuje prirodzené miliardy časov.

Použitie v Energetickom

môže veľa hovoriť o nedostatkoch jadrovej energie a "podivnosť" ľudstva, ktoré využíva takmer nejaký otvor pre zničenie ich vlastného druhu.Objav plutónia-239, ktorý je schopný podieľať sa na jadrové reťazovej reakcie, povolené ju používať ako zdroj pokojné energie.Urán-235 je analógom plutónia na Zemi veľmi vzácna, vyberte ho z uránovej rudy je omnoho ťažšie, než získavanie plutónia.

Vek Krajina

rádioizotopom analýza izotopov rádioaktívnych prvkov poskytuje presnejší obraz o živote čas vzorky.

použitie reťazovej transformácie "urán - tórium" obsiahnutý v zemskej kôre, umožňuje určiť vek našej planéty.Percento týchto prvkov v priemere po celej kúry je základom tohto spôsobu.Podľa posledných údajov, staroba Zem je 4,6 miliardy rokov.