Poluraspada radioaktivnih elemenata - šta je to i kako ga definirati? Formula poluživot

Povijest istraživanja radioaktivnosti počeo 1. Mar 1896, kada je poznati francuski naučnik Henri Becquerel slučajno otkrio nešto čudno u zračenja soli uranijuma. Ispostavilo se da fotografskoj ploči, datum u kutiji sa uzorkom poremetio. To je rezultat zemalja posjeduju visoke prodoran zračenja, koja je obogaćeni uranijum. Ova nekretnina nalazi se u najtežim elemenata, završetak periodni sistem. On je dobila ime "radioaktivnost".

Uvodimo karakteristike radioaktivnosti

Ovaj proces - spontani član konverzije atom izotopa u različitim izotopa uz istovremeno evoluciju elementarnih čestica (elektrona, atomska jezgra helijuma). atoma konverzije pojavila spontano, bez potrebe za vanjski apsorpciju energije. Glavna količina karakteriše proces oslobađanja energije tokom radioaktivnog raspada, poziv aktivnost.

radioaktivni uzorak aktivnost pod nazivom verovatan broj propadanja uzorka u jedinici vremena. The SI (System međunarodna) mjernu jedinicu se zove Becquerel (Bq). U jednom Becquerel usvojila takav uzorak aktivnost koja se javlja u prosjeku 1 raspada u sekundi.

A =&lambda-N, gdje &lambda-- konstanta raspada, N - broj aktivnih atoma u uzorku.

lučiti &alfa, &beta, &gama - raspada. Odgovarajuće jednadžbe nazivaju offset pravila:

Vremenski interval u radioaktivnosti

Trenutak raspada čestica se ne može postaviti za određeni atom. Za njega, to je pre "nesreće", a ne uzorak. Izolacija energije koja karakterizira proces, definiše kao aktivnost uzorka.

To je primijetio da se menja tokom vremena. Dok pojedini elementi pokazuju iznenađujući stupanj stalnosti zračenja, postoje supstance čija je aktivnost smanjuje nekoliko puta u kratkom vremenskom periodu. Amazing sorta! Da li je moguće pronaći obrazac u tim procesima?

Utvrđeno je da postoji vrijeme u kojem tačno pola atoma uzorka prolazi propadanja. Ovaj vremenski interval se zove "poluživot". Koje je značenje uvođenja ovog koncepta?

Ono što je polu-život?

Čini se da je za vrijeme jednak period, tačno pola aktivnih atoma prisutnih pauze uzorka. Ali, da li to znači da je tokom svih aktivnih atoma raspasti potpuno u dva poluvremena? Nimalo. Nakon određene tačke u uzorku je polovina od radioaktivnih elemenata u istom iznosu od preostalih atoma vremena razgrađuje ni pola, i tako dalje. Radijacija i dalje postoji već dugo vremena, znatno više od pola života. Stoga, aktivni atomi u uzorku se čuvaju nezavisno od zračenja

Poluživot - količinu koja ovisi samo o svojstvima tvari. Vrijednost je definiran za mnoge poznate radioaktivnih izotopa.

Tabela: "Poluživot propadanje pojedinih izotopa"

Određivanje poluraspada izvode eksperimentalno. U laboratorijskim studije provedene u više navrata mjerenje aktivnosti. Od laboratorijskih uzoraka minimalne veličine (sigurnosni istraživač je iznad svih), eksperiment se provodi s različitim intervalima, ponavlja mnogo puta. Ona se zasniva na regularnost agenata promjene aktivnosti.

Kako bi se utvrdilo je polu-život je izmjerena aktivnost uzorka u određenim vremenskim intervalima. S obzirom da je parametar koji se odnose na količinu raspadnutih atoma iz radioaktivnog zakon propadanja, određivanje polu-života.

definicije primjer za izotopa

Recimo da je broj aktivnih elemenata izotopa u datom trenutku jednak N, vremenski interval u kojem se prati t₂- t₁, gdje je početak i kraj posmatranja su dovoljno blizu. Pretpostavimo da n - broj atoma raspao u određenom vremenskom intervalu, a zatim n = KN (t₂- t₁).

U ovom izrazu, K = 0,693 / T½- - proporcionalnost faktor, zove konstanta raspada. T½- - poluraspada izotopa.

Pretpostavimo za slot u jedinici vremena. Tako K = n / N označava frakcija izotopa jezgra sadašnje raspada u jedinici vremena.

Znajući vrijednost konstanta raspada može utvrditi i pola propadanja: T½- = 0,693 / K.

Iz toga slijedi da u jedinici vremena ne razbija određeni broj aktivnih atoma, i određeni udio.

Zakon radioaktivnog raspada (spp)

Poluraspada je osnova spp. Uzorak izvedena Frederick Soddy i Ernest Rutherford na temelju eksperimentalnih rezultata 1903. godine. Iznenađujuće je da više mjerenja napravljena sa instrumentima koji su daleko od savršenih, u smislu početkom dvadesetog stoljeća, dovelo je do precizne i valjane rezultate. Postao je osnova teorije radioaktivnosti. Izvesti matematički zapis zakon radioaktivnog raspada.

- Neka je n₀ - broj aktivnih atoma u aktivnom vremenu. Nakon što je vremenski interval t će nondecomposed N elemenata.

- U trenutku jednaka poluraspada ostane tačno pola aktivnih elemenata: N = N₀/ 2.

- Nakon još pola života u uzorku su: N = N₀/ 4 = N₀/ 2² aktivna atoma.

- Nakon isteka vremena jednaka dalje poluraspada, uzorak će zadržati samo: N = N₀/ 8 = N₀/ 2³.

- U vrijeme, kada su domaćini n poluraspada, uzorak će biti N = N₀/ 2ⁿ aktivna čestica. U ovaj izraz n = t / T½-: stav vrijeme istraživanja na poluraspada.

- Spp ima malo drugačiji matematički izrazi, više prikladan za rješavanje problema: N = N₀2^{-t / T½-_.}

Obrazac omogućuje da se utvrdi, pored poluraspada, broj aktivnih izotopa atoma nondecomposed u datom trenutku. Znajući broj atoma uzorka na početku posmatranja, nakon nekog vremena, možete odrediti vijek trajanja lijeka.

Odredite poluraspada radioaktivnog raspada prava formula pomaže samo ako određenih parametara: broj aktivnih izotopa u uzorku, teško je naći dovoljno.

Posljedice zakona

Rekord spp formula može, koristeći koncept masovne aktivnosti i priprema atoma.

Aktivnost je proporcionalna broju radioaktivnih atoma: A = A₀• 2^{-t / T}. U ovoj formuli, A₀ - Aktivnost uzorka u početnom trenutku, A - aktivnost nakon t sekundi, T - poluraspada.

Težina supstance se mogu koristiti u obrascu: m = m₀• 2^{-t / T}

Za bilo koji redovno razbija potpuno istom odnosu radioaktivnog atoma na raspolaganju u ovom preparatu.

Granice primjenjivosti zakona

Zakon u svakom pogledu je statistički, definiranje procesa u mikrokosmos. Podrazumijeva se da je poluraspada radioaktivnih elemenata - statistika. Probabilističkom priroda događaja u atomska jezgra ukazuje na to da je proizvoljna jezgro se sruši u svakom trenutku. Predvidjeti događaj je nemoguće, možemo odrediti samo svoj kredibilitet u isto vrijeme. Kao rezultat toga, poluživot nema smisla:

• za određenu atom;
• minimum uzorak mase.

Trajanja atoma

Postojanje atoma u izvornom stanju može trajati sekundu, a možda i milijune godina. Razgovarajte o vremenu čestica života je također nije potrebno. Unosom iznos jednak prosječnu vrijednost trajanja atoma, možete govoriti o postojanju atoma radioaktivnog izotopa, efekti radioaktivnog raspada. Poluživot od atomskog jezgra ovisi o svojstvima atoma i ne zavisi od drugih veličina.

Da li je moguće da se riješi problem: kako pronaći poluraspada, znajući u prosjeku vijek trajanja?

Kako bi se utvrdilo je komunikacija formulu poluživot za srednji vijek atoma i konstanta raspada pomoć, ni manje ni više.

&tau- = T_1/2/ LN2 = T_1/2/ 0,693 = 1 / &lambda-.

ovaj unos &tau- - prosječna života &lambda- - je konstanta raspada.

Koristeći poluživot

Primjena spp za određivanje starosti pojedinačnih uzoraka je široko rasprostranjena u istraživanju s kraja XX stoljeća. Preciznost određivanja starosti fosilnih artefakata je toliko povećan da može pružiti uvid u vrijeme trajanja milenijuma pne.

Radiokarbonskom fosilnih organskih uzoraka na osnovu promjene ugljen-14 aktivnosti (radioaktivnog) prisutna u svim organizmima. To spada u živo tijelo tokom metabolizma i njemu se nalazi na određenoj koncentraciji. Nakon smrti metabolizma sa okolinom prestaje. Koncentracija radioaktivnog ugljenika pada zbog prirodnih propadanja, aktivnost smanjuje proporcionalno.

Uz takve vrijednosti, poluživot, formula zakona radioaktivnog raspada pomaže da se odredi vrijeme prestanka života organizma.

Lanac radioaktivnog transformacija

radioaktivnost studije su izvedene u laboratorijskim uvjetima. Iznenađujuće sposobnost radioaktivnih elemenata ostaju aktivni sati, dana ili čak i godinama nije mogao doći kao iznenađenje na početku fizičara dvadesetog stoljeća. Studija, na primjer, torijum, zatim neočekivani rezultat: u zatvorenoj ampuli svoje djelatnosti bio je značajan. Na najmanji dašak je pao. Zaključak je jednostavan: pretvaranje torijuma praćeno oslobađanjem radona (plin). Svi elementi u radioaktivnost pretvoren u potpuno drugačiji supstance, a pri čemu je fizička i kemijska svojstva. Ova supstanca, s druge strane, je nestabilan. Sada je poznato tri reda sličnih transformacija.

Poznavanje ovih transformacija su izuzetno bitni u određivanju vremena nedostupnosti područja kontaminiranih u procesu atomske i nuklearne istraživanja, ili katastrofa. Poluraspada plutonija - u zavisnosti od izotopa - u rasponu od 86 s (Pu 238) do 80 Ma (Pu 244). Koncentracija svakog izotopa daje ideju o periodu područja dekontaminacije.

Najskuplji metal

Poznato je da je u modernim vremenima postoji mnogo skuplji metal od zlata, srebra i platine. To uključuje plutonija. Zanimljivo, u prirodi nastala u evoluciji plutonija nije pronađena. Većina elementi su postignuti u laboratorijskim uvjetima. Rad plutonija-239 u nuklearnim reaktorima mu je omogućio da postane iznimno popularan ovih dana. Dobivanje dovoljne za upotrebu u reaktorima iznosa izotopa čini praktično neprocjenjive vrijednosti.

Plutonij-239 se dobija in vivo kao rezultat lanca reakcija u urana-239 Neptunij-239 (poluvreme - 56 sati). Sličan lanac omogućuje da se akumulira plutonij u nuklearnim reaktorima. Stopa nastanka potrebnog broja prelazi prirodnu milijardama puta.

Primjena u energetici

Mnogo se govori o nedostacima nuklearne energije i "neobičnosti" čovječanstva da gotovo bilo otvaranje se koristi za ubijanje vlastite vrste. Otkriće plutonij-239, koja je u stanju da učestvuje u nuklearnu lančanu reakciju, moguće koristiti kao miran izvor energije. Uran-235 je analogni od plutonija pronađena u svijetu je izuzetno retko, odaberite ga iz rude uranijuma mnogo teže nego da se plutonij.

Starost Zemlje

Radioizotopa analizu izotopa radioaktivnih elemenata daje precizniju ideju trajanja određenog uzorka.

Koristeći transformacija lanac "urana - torij"Sadržana u zemljinoj kori, to omogućava da se utvrdi starost naše planete. Procenat ovih elemenata u prosjeku tokom cijele kore osnovi ove metode. Prema najnovijim podacima, starost Zemlje je stara 4,6 milijardi godina.