Formacija, Nauka
Poluraspada radioaktivnih elemenata - šta je to i kako ga definirati? Formula poluživot
Povijest istraživanja radioaktivnosti počeo 1. Mart 1896, kada je poznati francuski naučnik Anri Bekkerel 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. Dobio je 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 karakterišu oslobađanje energije tokom procesa radioaktivnog raspada, zove aktivnost.
A = λN, pri čemu λ- konstanta raspada, N - broj aktivnih atoma u uzorku.
Izolovan α, β, γ-raspadi. Odgovarajuće jednadžbe nazivaju offset pravila:
ime | Šta se dešava | reakcija jednadžba |
α propadanje | konverziju atomskog jezgra u X Y jezgro oslobađajući jezgra atom helijuma | X Z A → Z-Y 2 A-4 + 4 2 On |
β - raspad | konverziju atomskog jezgra u X Y nukleus sa izdavanjem elektrona | Z A → Z + X 1 Y A + -1 e A |
γ - propadanje | ne prati promjene u jezgru, energija oslobađa u obliku elektromagnetskog vala | X Z A → Z X A + γ |
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.
Utvrđeno je da postoji vrijeme u kojem tačno pola atoma uzorka prolazi propadanja. Ovaj vremenski interval se zove "pola života". 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"
| ime | oznaka | tip propadanja | poluživot |
radijum | 88 Ra 219 | alfa | 0.001 sekundi |
magnezij | 12 mg 27 | beta | 10 minuta |
radon | 86 Rn 222 | alfa | 3.8 dana |
kobalt | 27 Co 60 | beta, gama | 5.3 godina |
radijum | 88 Ra 226 | alfa, gama | 1620 godina |
Uran | 92 238 U | alfa, gama | 4,5 milijardi godina |
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 zapažanje je t 2 - t 1 gdje je na početku i na kraju su dovoljno blizu posmatranje. Pretpostavimo da n - broj atoma raspao u određenom vremenskom intervalu, a zatim n = KN (t 2 - t 1).
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 se odrediti i poluživot 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 u 1903. 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. Mi smo izvesti matematički unos radioaktivnog zakona propadanja.
- Neka je n 0 - 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 = N 0/2.
- Nakon dodatni period od jedne polovine ispitanika su: N = N 0/4 = N 0/2 2 aktivna atoma.
- Posle nekog vremena jednaka dalje poluraspada, uzorak će zadržati samo: N = N 0/8 = N 0/2 3.
- U trenutku kada je domaćin n pola perioda u uzorku će ostati 0 N = N / 2 n aktivnih čestica. U ovaj izraz n = t / t½: odnos sonde do poluraspada.
- ima spp nešto drugačiji matematički izraz, što je više zgodan u zadacima: N = N 0 2 - 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 = A 0 • 2 -t / T. U ovoj formuli, A 0 - uzorak aktivnosti na nulto vrijeme, A - aktivnost nakon t sekundi, T - poluraspada.
Težina supstance se mogu koristiti u obrascu: m = m 0 • 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.
τ = T 1/2 / LN2 = T 1/2 / 0,693 = 1 / λ.
Iz ove evidencije, τ - prosječna života λ - propadanje konstanta.
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. Otvaranje plutonij-239, koja je u stanju da učestvuje u nuklearnu lančanu reakciju je dozvoljeno da ga koristi kao miran izvor energije. Uran-235 je analogni od plutonija pronađena u svijetu je izuzetno retko, odaberite ga iz rude urana je mnogo teže nego da se plutonij.
Starost Zemlje
Radioizotopa analizu izotopa radioaktivnih elemenata daje precizniju ideju trajanja određenog uzorka.
Koristeći transformacija lanac "urana - torijuma", koje se nalaze u Zemljinoj kori, 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.
Similar articles
Trending Now