zgodovina študije radioaktivnosti se je začela 1. marca 1896, ko je slavni francoski znanstvenik Henri Becquerel naključju odkril čudno sevanje v uranove soli.Izkazalo se je, da je fotografsko ploščo, ki se nahaja v škatli z vzorcem skazili.S tem je država, ki ima veliko prodorno moč sevanja, ki je imel uran.Ta lastnost se nahaja na zelo najtežjih elementov, dokončanje periodnem sistemu.Dobil je ime "radioaktivnosti".
uvesti značilnosti radioaktivnosti
Ta proces - spontano transformacijo izotopa v drugačnem izotopom elementa s hkratno sprostitvijo v osnovnih delcev (elektronov, jedra helija atomov).Pretvorba atomov pojavila spontano, ne zahteva nobenega zunanjega absorpcijo energije.Glavna količina označujejo proces sproščanje energije med radioaktivnega razpada, se imenuje dejavnost.
aktivnost radioaktivnega vzorca je verjetnost številu razpadov vzorca na časovno enoto.V SI (International System) enote svoje imenovano Becquerel (Bq).Aktivnost 1 Bq sprejela tak vzorec, pri čemer se pojavi povprečno razkroj v sekundi.
A = λN, kjer λ- konstanta upadanja, N - število aktivnih atomov v vzorcu.
Obstajajo α, β, γ-razpad.Ustrezne enačbe se imenujejo protidobav pravila:
| ime | Kaj se zgodi | reakcija enačba |
| α upadanja | preoblikovanje atomskega jedra Xje jedro Y s sprostitvijo atomskega jedra helija | ZAH → Z-2YA-4 + 2He4 |
| β - gniloba | preoblikovanje atomskega jedra X jedra Y s sprostitvijo elektrona | ZAH → Z + + 1YA -1eA |
| γ - gniloba | sprememb v jedru ne spremlja, energija sprosti v obliki elektromagnetnega valovanja | Zha ZXA → + γ |
ČasInterval radioaktivnosti
propad delcev ni mogoče določiti za to posebno atoma.Za njega, temveč je kot "nesreča", kot vzorec.Za sprostitev energije, ki opisujejo proces, ki je opredeljena kot aktivnost vzorca.
opazil, da se je s časom spreminja.Čeprav nekateri elementi kažejo presenetljiv stopnjo nespremenljivosti sevanja, kot so snovi, katerih aktivnost zmanjša večkrat v relativno kratkem časovnem obdobju.Neverjetno raznolikost!Ali je mogoče najti vzorec v teh procesih?
ugotovljeno, da je čas, v katerem natanko polovica atomov vzorcem doživlja gnilobo.Ta časovni interval se imenuje "razpolovna doba".Kakšen je pomen uvedbe tega koncepta?
Kaj je razpolovna doba?
Zdi se, da se za enako časovno obdobje, natanko polovica vseh aktivnih atomov odmori vzorcev.Toda, ali to pomeni, da je v dveh polovic življenje vseh aktivnih atomov popolnoma razpadel?Sploh ne.Po določenem trenutku v vzorcu polovica radioaktivnih elemente v enakem času preostalih atomov razpade niti polovice, in tako naprej.Sevanje traja dolgo časa, znatno večja od razpolovne dobe.Torej aktivne atomi so ohranjena v vzorcu, ne glede sevanja
razpolovna doba - vrednost, ki je odvisna le od lastnosti snovi.Vrednost je definirano za številne znane radioaktivnih izotopov.
Tabela: "razpolovna doba razpad nekaterih izotopov» ime
| imenovanje | Poglej gniloba | razpolovna doba | |
| Radium |
88Ra219 | alfa | 0,001 sekund |
| Magnezij | 12Mg27 | beta | 10 minut |
| Radon | 86Rn222 |
alfa | 3,8 dni |
| Cobalt | 27Co60 | beta, gama | 5,3 let |
| Radium | 88Ra226 | alfa, gama | 1620 let |
| Uran | 92U238 | alfa, gama | 4,5 Ga |
Določanje razpolovno doboEksperimentalna.V laboratoriju se študije merijo aktivnost izvede večkrat.Ker so laboratorijski vzorci najmanjše velikosti (varnostni raziskovalec predvsem), se poskus izvede z različnih časovnih presledkih, večkrat ponovi.Temelji na vzorcu sprememba dejavnosti snovi.
Za določitev razpolovno dobo merimo aktivnost vzorca v določenih časovnih intervalih.Glede na to, da se določi parameter količini razgrajena atomov, z uporabo pravo radioaktivnega razpada razpolovno dobo.
primer za določanje izotop
Naj število aktivnih elementov v okviru študijskega izotopa v danem trenutku enak N, časovni interval, v katerem je ugotovljena T2- t1, kjer so začetek in konec opazovanja zelo blizu.Predpostavimo, da sta n - število atomov razkrojile v določenem časovnem intervalu, potem je n = KN (T2- T1).
Ta izraz K = 0693 / t½ - koeficient sorazmernosti se imenuje konstanta upadanja.T½ - je razpolovna doba izotopa.
Peljemo časovni interval za enoto.Tako K = n / N označuje del izotopov jeder prisoten dezintegracijska na časovno enoto.
Poznavanje vrednost konstanta upadanja, lahko določimo z razpolovno dobo in gnilobo: t½ = 0,693 / K.
To pomeni, da na enoto odmori časa ni določena količina aktivnih atomov in določi njihov delež.
zakon radioaktivnega razpada (spp)
Razpolovna doba je podlaga spp.Vzorec izhaja Frederick Soddy Ernest Rutherford na podlagi rezultatov eksperimentalnih raziskav v 1903.Presenetljivo je, da so večkratne meritve izvajajo z instrumenti, ki so daleč od popolnosti v smislu zgodnjega dvajsetega stoletja, je privedla do točnih in veljavnih rezultatov.To je postal temelj teorije radioaktivnosti.Izpeljemo matematični zapis zakona radioaktivnega razpada.
- Naj N0 - število aktivnih atomov v določenem času.Po časovnem intervalu t bo nondecomposed N elementov.
- V času, ki je enak razpolovne dobe ostane natanko polovica aktivnih elementov: N = N0 / 2.
- Potem ko so drugo obdobje razpolovno dobo v vzorcu: N = N0 / n0 = 4/22 aktivnih atomov.
- minevanju časa, ki je enak drugemu razpolovne dobe, shranite le vzorec: N = N0 / 8 = N0 / 23.
- Do takrat, ko bo razpolovna doba potekala n obdobij, bo ostal v vzorcu N = N0 / 2n aktivni delci.V tem izrazu, n = t / t½: razmerje med časom študija razpolovno dobo.
- spp ima nekoliko drugačno matematičnih izrazov, bolj priročno pri reševanju problemov: N = N02-t / t½.
pravilnost določiti razpolovno dobo poleg številom atomov aktivne izotopom nondecomposed v določenem času.Poznavanje število atomov vzorca na izhodišču, po določenem času pa je mogoče določiti tudi trajanje delovanja zdravila.
ugotoviti razpolovna doba radioaktivnega razpada pravo formulo pomaga le, če nekateri parametri: število aktivnih izotopov v vzorcu, je zelo težko naučiti.
posledica prava
Record formulo možni spp, ki uporablja pojem aktivnost in maso atomov droge.Dejavnost
je sorazmeren s številom radioaktivnih atomov: A = A0 • 2-t / T.V tej formuli A0 - aktivnost vzorca pri začetnem času, A - aktivnost po t sekundah, T - razpolovna doba.
masa snovi, ki se lahko uporabljajo v vzorcih: m = m0 • 2-t / T
med vsemi enakih intervalih odmori čas popolnoma enak delež radioaktivnih atomov na voljo v tem pripravku.
omejitve uporabe prava
prava v vseh pogledih, je statistično, ki opredeljuje postopke v mikrokozmosu.Razume se, da je razpolovna doba radioaktivnih elementov - statistično vrednost.Verjetnostna narava dogodkov v atomskih jeder kažejo, da lahko samovoljno jedro razpade v vsakem trenutku.Napovejte dogodek pa je nemogoče, lahko ugotovimo le svojo verodostojnost naenkrat.Kot rezultat, je razpolovna doba nima smisla:
- za enega samega atoma;
- vzorec minimalna teža.
Lifetime atom
obstoj atoma v svoje prvotno stanje lahko traja sekundo, in morda milijone let.Govorimo o življenju danega delca, prav tako ni potrebno.Vnesite znesek, ki je enak povprečni življenjski dobi atomov, lahko govorimo o obstoju atomov radioaktivnega učinkov izotopov radioaktivnega razpada.Razpolovna doba jedra atoma odvisna od narave atomom in ni odvisna od drugih spremenljivk.
je mogoče rešiti problem: kako najti razpolovno dobo, vedoč povprečno življenjsko dobo?
določi razpolovno dobo formule, ki se nanaša na povprečno življenjsko dobo atoma in konstanta upadanja pomoči, nič manj.
τ = T1 / 2 / ln2 = T1 / 2 / 0,693 = 1 / λ.
Ta vnos τ - povprečna življenjska doba, λ - konstanta upadanja.
Uporaba razpolovno dobo
spp Vloga za določitev starosti od posameznih vzorcev je zelo razširjena v študijah poznega dvajsetega stoletja.Natančnost določanja starosti fosilov artefaktov je povečala toliko, da lahko dam idejo v času življenjske dobe tisočletja pred našim štetjem.
Radiokarbonsko analiza fosilnih primerkov na podlagi spremembe v dejavnosti ogljik-14 (radiokarbonsko), ki so prisotne v vseh organizmih.Dobi v živem organizmu v procesu presnove in v njem določeno koncentracijo.Po smrti metabolizma z okoljem se zaključi.Koncentracija radioaktivnega ogljika pade zaradi naravnega razpada, se aktivnost zmanjša sorazmerno.
S takimi vrednostmi, pol življenja, formula prava radioaktivnega razpada pomaga določiti čas prenehanja življenja organizma.
Verige radioaktivni preoblikovanje
študije radioaktivnosti so bile izvedene v laboratoriju.Neverjetno sposobnost radioaktivnih elementov ostati aktivni ur, dni ali celo let, ni mogel priti, kot presenečenje, da fizikov v začetku dvajsetega stoletja.Študije na primer torij spremlja nepričakovan rezultat: bila pomembna v zapečateni viali svoje dejavnosti.Ob najmanjšem pridihom njim padla.Zaključek je bil preprost: pretvorba torija spremlja sproščanje radona (plin).Vsi elementi v procesu radioaktivnosti spremeni v popolnoma drugačno zadevo in različnih fizikalnih in kemijskih lastnosti.To spojino, po drugi strani je tudi nestabilen.Zdaj je znano, tri vrstice podobnih transformacij.
Poznavanje teh transformacij so izjemno pomembne pri določanju čas nedostopnosti območij onesnaženih v procesu atomske in jedrske raziskave, ali nesreč.Razpolovna doba plutonij - odvisno od njegovih izotopov - v območju od 86 (238 PU) do 80 milijonov let (244 PU).Koncentracija vsake izotopa kaže na dekontaminacijo območja obdobje.
najdražja kovina
znano, da obstaja danes veliko dražje kovine, kot so zlato, srebro in platina.Ti vključujejo plutonij.Zanimivo je, da v naravi ustvarili v evoluciji plutonija ni bilo mogoče najti.Večino elementov, dobljenih v laboratoriju.Delovanje plutonija-239 v jedrskih reaktorjih, mu je omogočilo, da postane zelo priljubljena v teh dneh.Pridobitev zadostuje za uporabo v številnih reaktorjev izotopa česar je praktično neprecenljiva.
plutonij-239 dobimo vivo kot posledica verižnih reakcij urana-239, neptunija-239 (razpolovni čas - 56 ur).Podoben verige vam omogoča, da se kopičijo plutonij v jedrskih reaktorjih.Stopnja pojava zahtevano število presega naravne milijard krat.
Uporaba v energetski
lahko veliko govorimo o pomanjkljivostih jedrske energije in "nenavadnosti" človeštva, ki uporablja skoraj vsako odprtino za uničenje lastne vrste.Odkritje plutonija-239, ki je sposoben sodelovati v jedrske verižne reakcije, dovoljeno, da jo uporabljajo kot vir mirne energije.Uran-235 je analog plutonija najdemo na Zemlji izjemno redko, da ga izberete iz rude urana je veliko težje kot pridobivanje plutonija.
Age Earth
analiza Radioizotopni izotopov radioaktivnih elementov daje natančnejšo sliko o času življenjskega vzorca.
uporaba verig transformacije "urana - torijeve" iz zemeljske skorje, zaradi česar je mogoče določiti starost našega planeta.Odstotek teh elementov v povprečju v celotni skorji je podlaga te metode.Po najnovejših podatkih je starost Zemlje je stara 4,6 milijarde let.
