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

Zgodovina študije radioaktivnosti se je začela 1. mar 1896, ko je slavni francoski znanstvenik Henri Becquerel

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 proces energetskega sproščanja med radioaktivni razpad, klic dejavnost.

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

A =&lambda-N, pri čemer &lambda-- konstanta upadanja, N - število aktivnih atomov v vzorcu.

izločajo &alfa, &beta, &gama - razpade. Ustrezne enačbe se imenujejo izravnavo pravila:

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"

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 je spremljala t₂- t₁, kjer so začetek in konec opazovanja dovolj blizu. Predpostavimo, da n - število atomov razkrojile v določenem časovnem intervalu, potem je n = kN (t₂- t₁).

V tem izrazu, K = 0,693 / T½- - Faktor sorazmernosti, 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 konstanta upadanja se lahko določi in razpolovni 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. Izhajajo matematični zapis zakon radioaktivnega razpada.

- Naj N₀ - število aktivnih atomov v aktivnem času. Po časovnem intervalu bo t nondecomposed N elementov.

- V času, ki je enaka razpolovne dobe ostane natanko polovica aktivnih elementov: N = N₀/ 2.

- Po drugi razpolovno dobo v vzorcu so: N = N₀/ 4 = N₀/ 2² aktivnih atomov.

- Po določenem času, ki je enak nadaljnji razpolovno dobo, se vzorec obdrži le: N = N₀/ 8 = N₀/ 2³.

- V času, ko so gostili n razpolovne dobe, bo vzorec N = N₀/ 2ⁿ aktivni delci. V tem izrazu n = T / T½-: odnos raziskave čas za pol življenja.

- Spp ima rahlo različne matematičnih izrazov, bolj priročno pri reševanju problemov: N = N₀2^{-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 = A₀• 2^{-T / T}. V tej formuli A₀ - aktivnost vzorca v začetnem času, A - aktivnost po t sekundah, T - razpolovno dobo.

Masa snovi se lahko uporabljajo v vzorcu: m = m₀• 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.

&tau- = T_1/2/ LN2 = T_1/2/ 0693 = 1 / &lambda-.

Ta vnos &tau- - povprečna življenjska doba, &lambda- - konstanta upadanja.

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 količino 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 pomanjkljivostih jedrska energija in "nenavadnosti" človeštva, ki se uporablja skoraj vsak odprtina, da bi ubil svoje vrste. Odkritje plutonija-239, ki je sposoben sodelovati v jedrsko verižno reakcijo, mogoče uporabiti kot mirnega vir energije. Uran-235 je analog plutonija najdemo v svetu je zelo redko, da ga izberete iz uran rude 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 verigo "uran - torij"Vsebovane v zemeljski skorji, saj omogoča, da določitev starosti 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.