Razpolovna doba radioaktivnih elementov - kaj je to in kako ga opredeliti? Formula razpolovna doba

Zgodovina študije radioaktivnosti se je začela 1. marec 1896, ko je znani francoski znanstvenik Anri Bekkerel naključju odkril nekaj čudnega v sevanje urana soli. Izkazalo se je, da je fotografsko ploščo, ki se nahaja v škatli z vzorcem skalila. To je rezultat državah, ki imajo visoko prodorno sevanje, ki so obogateni uran. Ta lastnost se nahaja v najtežjih elementov, dokončanje periodično tabelo. Dobil je ime "radioaktivnosti".

Bomo predstavili značilnosti radioaktivnosti

Ta proces - spontano element pretvorba atoma izotopa v drugačnem izotopom z istočasnim razvojem osnovnih delcev (elektronov, atomskih jeder helija). atomi konverzij pojavil spontano, ne da bi potrebovali zunanje absorpcijo energije. Glavno količino označuje sproščanje energije med postopkom iz radioaktivnega razpada, imenovane aktivnosti.

radioaktivni dejavnost vzorec imenuje predvideno število razpada vzorca na časovno enoto. V SI (System enoto International) meritve se imenuje Becquerel (Bq). V enem Becquerel sprejela takšno dejavnost vzorec, ki se pojavlja v povprečju 1 razpad na sekundo.

A = λN, kjer λ- konstanta upadanja, N - število aktivnih atomov v vzorcu.

Izolirana α, β, y-razpada. Ustrezne enačbe se imenujejo izravnavo pravila:

ime	Kaj se dogaja	Reakcijsko enačba
α gniloba	pretvorba atomskega jedra v X Y jedra sprošča jedra atoma helija	X Ž A → Ž-Y2 A-4 + 4 2 je
β - razpad	pretvorba atomskega jedra v X Y jedra s sproščanjem elektronov	Ž A → Z + X1 Y A + -1 SL
γ - gniloba	ne spremljajo spremembe v jedru, energija sprosti v obliki elektromagnetnega valovanja	X Ž A → Z X A + γ

Časovni interval radioaktivnosti

Trenutek razpada delcev ni mogoče nastaviti za določen atom. Za njega, da je prej "nesreča" in ne kot vzorec. Izolacija energije, ki opisujejo proces, ki je opredeljen kot aktivnost vzorca.

To je opazil, da se s časom spreminja. Medtem ko posamezni elementi kažejo presenetljivo stopnjo nespremenljivosti sevanja, so snovi, katerih dejavnost večkrat zmanjša v kratkem časovnem obdobju. Neverjetno raznolikost! Ali je mogoče najti vzorec v teh procesih?

Ugotovljeno je, da je čas, v katerem je točno polovica atomov v vzorcu v procesu razpadanja. Ta časovni interval se imenuje "razpolovna doba". Kakšen je pomen uvedbe tega koncepta?

Kaj je razpolovna doba?

Zdi se, da za enako časovno obdobje, natanko polovica aktivnih atomov prisotnih prelomov vzorcev. Toda, ali to pomeni, da je pri vseh aktivnih atomov popolnoma razpadel na dva razpolovne dobe? Sploh ne. Po preteku določenega v vzorcu polovica radioaktivnih elemente v enakem času preostalih atomov razpade celo polovico, in tako naprej. Sevanje traja dolgo časa, veliko višji od pol življenja. Zato so aktivne atomov v vzorcu shranjeni neodvisno od sevanja

Razpolovna doba - količino, ki je odvisna le od lastnosti snovi. Vrednost je določena za mnoge znane radioaktivnih izotopov.

Tabela: "razpolovna doba razpad nekaterih izotopov za"

ime	oznaka	tip razpada	razpolovna doba
radij	88 Ra 219	alfa	0,001 sekund
magnezij	12 mg 27	beta	10 minut
radon	86 RN 222	alfa	3.8 dni
kobalt	27 Co 60	beta, gama	5,3 let
radij	88 Ra 226	alfa, gama	1620 let
Uran	92 238 U	alfa, gama	4,5 milijarde let

Določitev razpolovne dobe izvedli eksperimentalno. V laboratorijskih študijah izvedli večkrat merjenje aktivnosti. Ker laboratorijske vzorce z minimalno velikostjo (varnostni raziskovalec je predvsem), se poskus izvedemo z različnimi presledkih, večkrat ponovi. Temelji na pravilnosti spremembe zastopnika dejavnosti.

Za določitev razpolovno dobo merimo aktivnost vzorca v določenih časovnih intervalih. Glede na to, da se parameter povezana s količino razpadla atomov iz radioaktivnega razpada prakso določanje razpolovno dobo.

definicije Primer izotopom

Naj bo število aktivnih elementov izotopa v danem trenutku enak N, časovni interval, v katerem opazovanja je t ₂ - t _1, kjer sta začetek in konec dovolj blizu opazovanje. Predpostavimo, da n - število atomov razkrojile v določenem časovnem intervalu, potem je n = kN (t ₂ - t _1).

V tem izrazu, K = 0693 / t½ - sorazmernost faktor, ki se imenuje konstanta upadanja. T½ - je razpolovna doba izotopa.

Predpostavimo za enoto slot čas. Tako K = n / N označuje del izotopov jeder prisoten dezintegracijska v časovni enoti.

Poznavanje vrednosti konstante razpada se lahko določi in razpolovno dobo razpada: t½ = 0,693 / K.

Iz tega sledi, da na časovno enoto ne zlomi določeno število aktivnih atomov in določen delež.

Zakon radioaktivnega razpada (spp)

Razpolovna doba je podlaga spp. Vzorec izhaja Frederick Soddy in Ernest Rutherford na podlagi eksperimentalnih rezultatov leta 1903. Presenetljivo je, da več meritve izvajajo z instrumenti, ki so daleč od popolnosti v smislu zgodnjega dvajsetega stoletja, je privedla do točne in veljavne rezultate. Postal je osnova za teorijo radioaktivnosti. Izpeljemo matematični vnos radioaktivnega razpada zakona.

- Z n ₀ - število aktivnih atomov v aktivnem času. Po časovnem intervalu bo t nondecomposed N elementov.

- V času, ki je enak razpolovne dobe ostane natanko polovica aktivnih elementov: N = N _0/2.

- Po nadaljnjih polovico vzorca so: N = N _0/4 = N- _0/2 ² aktivnih atomov.

- po določenem času, ki je enak nadaljnji razpolovno dobo, se vzorec obdrži le: N = N _0/8 = N ^_0/2 marca.

- V času, ko bo gostiteljica n polovice dobe v vzorcu ostane ₀ N = N / ^2N aktivnih delcev. V tem izrazu n = t / t½: razmerje sonde razpolovnega časa.

- ima spp nekoliko drugačen matematični izraz, ki je bolj primeren naloge: n = N ₀ 2 ^{- t / _t½.}

Vzorec omogoča ugotavljanje, poleg razpolovno dobo, število aktivnih atomov izotopov nondecomposed v določenem času. Poznavanje število atomov vzorca na začetku opazovanja, po določenem času, lahko določi življenjsko dobo zdravila.

Določi razpolovno dobo formulo radioaktivnega razpada zakona pa pomaga le, če določene parametre: število aktivnih izotopov v vzorcu, je težko najti dovolj.

Posledice zakona

Snemanje spp formulo možnostjo uporabe koncepta množičnih dejavnosti in pripravo atomov.

Aktivnost je sorazmerna s številom radioaktivnih atomov: A = A ₀ • 2 ^{-t / T.} V tej formuli A ₀ - aktivnost vzorca pri ničnem času, A - aktivnost po t sekundah, T - razpolovno dobo.

Masa snovi se lahko uporabljajo v vzorcu: m = m ₀ • 2 ^{-t / T}

Za vsa redno pokvari popolnoma enak delež radioaktivnih atomov ki so na voljo v tem pripravku.

Meje uporabe zakona

Zakon v vseh pogledih, je statistična, ki opredeljuje postopke v mikrokozmosu. Razume se, da je razpolovna doba radioaktivnih elementov - statistiko. Verjetnostna narava dogodkov v atomskih jeder kažejo, da lahko samovoljno jedro kolaps v vsakem trenutku. Napovejte dogodek je nemogoče, lahko ugotovimo le svojo verodostojnost naenkrat. Kot rezultat, je razpolovna doba nima smisla:

• za določen atom;
• minimalne vzorcev mase.

Življenjska doba atomom

Obstoj atoma v prvotno stanje lahko traja sekundo, in morda milijone let. Pogovor o času delci življenja, prav tako ni potrebno. Z vnosom zneska v višini povprečne vrednosti trajanja atomov, lahko govorimo o obstoju atomov radioaktivnega izotopa, posledic radioaktivnega razpada. Razpolovna doba atomskega jedra je odvisna od lastnosti atoma in ni odvisna od drugih količin.

Ali je mogoče, da reši problem: kako najti razpolovno dobo, saj se zavedajo, da povprečno življenjsko dobo?

Za določitev komunikacijsko formulo razpolovno dobo za povprečno življenjsko dobo atoma in upadanja stalni pomoči, nič manj.

_{τ = T 1/2 / ln2 = T} 1/2 / 0693 = 1 / λ.

V tem zapisu, τ - povprečno dobo N, N - konstante razpada.

Uporaba razpolovno dobo

Uporaba spp za določanje starosti posameznih vzorcev je zelo razširjena v raziskave poznega dvajsetega stoletja. Natančnost določanja starosti fosilnih artefaktov se tako poveča, da lahko zagotovi vpogled v času življenjske dobe tisočletja pred našim štetjem.

Radiokarbonsko fosilna organska vzorci, ki temeljijo na spremembi ogljik-14 aktivnosti (radiokarbonsko) v vseh organizmih. Spada v živem telesu med presnovo in se v njej vsebovana v določeni koncentraciji. Po smrti metabolizma z okoljem preneha. Koncentracija radioaktivnega ogljika pade zaradi naravnega razpada, aktivnost zmanjšuje sorazmerno.

S takšnimi vrednotami, razpolovne dobe, formula prava radioaktivnega razpada pomaga določiti čas prekinitve življenja organizma.

Veriga radioaktivnih transformacij

Študije radioaktivnost so bile opravljene v laboratorijskih pogojih. Neverjetno sposobnost, da radioaktivnih elementov ostanejo aktivni več ur, dni ali celo let, ni mogel priti, kot presenečenje na začetku dvajsetega fizikov stoletja. Študije, na primer, torij, čemur sledi nepričakovan rezultat: je pomembna v zaprtem ampuli njenega delovanja. Ob najmanjšem pridihom njim padla. Zaključek je bil preprost: pretvorba torija spremlja sproščanje radona (plin). Vsi elementi radioaktivnosti preoblikoval v popolnoma drugačno snov, in pri čemer fizikalne in kemijske lastnosti. Ta snov, po drugi strani, je tudi nestabilen. Zdaj je znano, tri vrstice podobnih transformacij.

Poznavanje teh transformacij so izjemno pomembni pri določanju časa nedostopnosti območij onesnaženih v procesu atomske in jedrske raziskave, ali katastrof. Razpolovna doba plutonija - odvisno od njegovih izotopov - v razponu od 86-ih (PU 238) do 80 Ma (Pu 244). Koncentracija vsake izotopa daje idejo o obdobju območja za dekontaminacijo.

Najdražja kovine

Znano je, da je v sodobnem času veliko dražje kovine, kot so zlato, srebro in platina. Ti vključujejo plutonij. Zanimivo je, da v naravi ustvarili v razvoju plutonija ni bilo mogoče najti. Večina elementi so pridobljeni v laboratorijskih pogojih. Delovanje plutonija-239 v jedrskih reaktorjih mu je omogočil, da postane zelo priljubljena v teh dneh. Pridobitev zadostuje za uporabo v reaktorjih v višini izotopa česar je praktično neprecenljiva.

Plutonij-239 dobimo vivo kot posledica verižne reakcije v urana-239 neptunij-239 (razpolovni čas - 56 ur). Podobno veriga omogoča, da se kopičijo plutonij v jedrskih reaktorjih. Stopnja pojava potrebnega števila presega naravne milijard krat.

Uporaba v energetiko

Veliko se govori o pomanjkljivosti jedrske energije in "nenavadnosti" človeštva, ki se skoraj vsak odprtina, ki se uporablja, da bi ubil svoje vrste. Otvoritev plutonij-239, ki je sposoben sodelovati v jedrske verižne reakcije je dovoljeno uporabljati kot mirnega vir energije. Uran-235 je analog plutonija najdemo v svetu je zelo redka, jo izberite iz uranove rude je veliko težje, kot, da bi dobili plutonij.

Starost Zemlje

Analiza radioaktivnih izotopov izotopov radioaktivnih elementov omogoča bolj natančno predstavo o življenju v določenem vzorcu.

Uporaba pretvorbe verige "urana - torij", vsebovane v zemeljski skorji, zaradi česar je mogoče določiti starost našega planeta. Odstotek teh elementov v povprečju v celotni skorji je podlaga te metode. Po zadnjih podatkih, je starost Zemlje stari 4,6 milijarde let.