Formacija, Znanost
Poluživot radioaktivnih elemenata - što je to i kako ga definirati? Formula poluraspada
Povijest istraživanja radioaktivnosti počeo 1. ožujak 1896, kada je poznati francuski znanstvenik Anri Bekkerel slučajno otkrio neobičan stvar u zračenju urana soli. Ispostavilo se da je fotografska ploča, nalazi se u kutiji s uzorkom ugroženi. To je rezultat zemljama koje imaju visoku sposobnost prodiranja zračenja, koja je obogaćeni uran. Ova nekretnina nalazi se u najtežim elemenata, popunjavanju periodnog sustava elemenata. Dobio je ime „radioaktivnosti”.
Mi smo predstaviti karakteristike radioaktivnosti
Ovaj proces - spontano član konverzija atom izotopa u različitim izotopom uz istovremeno razvijanje elementarnih čestica (elektrona, atomske jezgre helij). atomi pretvorbe pojavila spontano, bez potrebe za apsorpciju vanjske energije. Glavni količina koja opisuje oslobađanje energije tijekom procesa radioaktivnog raspadanja, zove aktivnosti.
A = λN, naznačen time, da λ- truljenje konstanta, N - broj aktivnih atoma u uzorku.
Izolirani α, β, y-raspada se. Odgovarajuće jednadžbe nazivaju ofset pravila:
ime | Što se događa | Reakcijska jednadžba |
α raspad | Pretvorba atomske jezgre u X Y jezgre oslobađanja jezgra helija atoma | X Z A → Z-Y 2 A-2 4 + 4 je |
β - raspadanje | Pretvorba atomske jezgre u X Y jezgre uz otpuštanje elektrona | Z A → Z + X1 Y A + -1 EA |
γ - raspadanje | ne prati promjene u jezgri, oslobođena energija u obliku elektromagnetskog vala | X Z A → Z X A + γ |
Je vremenski interval za radioaktivnost
Trenutak raspada čestica ne može se postaviti za određeni atom. Za njega, to je više „slučajno” nego uzorak. Izolacija energije koja karakterizira proces, definiran kao aktivnosti uzorka.
Utvrđeno je da postoji vrijeme u kojem se točno pola atoma uzorka prolaze propadanje. Ovaj vremenski interval naziva se „vrijeme poluraspada”. Koji je smisao uvođenja tog koncepta?
Što je vrijeme poluraspada?
Čini se da je za vrijeme jednaka razdoblja, točno pola aktivnih atoma prisutnih uzorka pauze. No, to znači da je tijekom svih aktivnih atoma potpuno raspasti na dvije polu-života? Uopće ne. Nakon određene točke u uzorku polovica radioaktivnih elemenata istu količinu vremena raspada čak i preostalim atomima pola, i tako dalje. Zračenje traje dugo, puno veća od pola života. Dakle, aktivni atomi u uzorku pohranjene su neovisno zračenja
Poluživot - količina koja ovisi samo o svojstvima tvari. Vrijednost je definirana za mnoge poznate radioaktivnim izotopima.
Tablica: „Vrijeme poluživota propadanja pojedinih izotopa”
| ime | oznaka | vrsta propadanja | Poluživot |
radijum | 88 219 Ra | alfa | 0,001 sekundi |
magnezij | 12 mg 27 | beta | 10 minuta |
radon | 86 Rn 222 | alfa | 3,8 dana |
kobalt | 27 60 Co | beta, gama | 5,3 godina |
radijum | 88 226 Ra | alfa, gama | 1620 godina |
Uran | 92 238 U | alfa, gama | 4,5 milijardi godina |
Određivanje poluraspada izvode eksperimentalno. U laboratorijskim istraživanjima provodi u više navrata mjerenje aktivnosti. Od laboratorijskih uzoraka minimalne veličine (sigurnosni istraživač je iznad svega), eksperiment se provodi s različitim intervalima, ponavlja više puta. Ona se temelji na pravilnosti promjena sredstva djelovanja.
Kako bi se utvrdilo vrijeme poluraspada je izmjerena aktivnost uzorka u određenim vremenskim intervalima. S obzirom da je parametar koji se odnosi na količinu dezintegriranih atoma iz zakonu radioaktivnog raspada, određivanje poluživot.
Primjer definicije za izotop
Neka broj aktivnih elemenata izotopa u danom trenutku jednak N, vremenski interval u kojem je opservacija t2 - t-1 gdje je početak i kraj su dovoljno blizu promatranje. Pretpostavljaju da n - broj atoma raspala u određenom vremenskom intervalu, onda je n = KN (t 2 - t-1).
U ovom izrazu, K = 0693 / T½ - Faktor proporcionalnosti se naziva truljenje konstanta. T½ - vrijeme poluraspada izotopa.
Pretpostavimo za vrijeme utora jedinice. Tako K = n / N označava dio izotopa jezgri prisutan raspadanje po jedinici vremena.
Znajući vrijednost konstante raspada se može odrediti, a poluživot raspadanja: T½ = 0,693 / K.
Iz toga slijedi da po jedinici vremena ne razbija određeni broj aktivnih atoma, a određeni dio.
Zakon radioaktivnog raspada (spp)
Poluživot je temelj spp. Uzorak izvedeni Frederick Soddy i Ernest Rutherford na osnovi eksperimentalnih rezultata u 1903. Iznenađujuće je da više mjerenja koja su napravljena s instrumentima koji su daleko od savršenstva u smislu ranog dvadesetog stoljeća, dovelo je do točne i valjane rezultate. On je postao temelj teorije radioaktivnosti. Mi izvesti matematički unosa radioaktivnog raspada prava.
- Neka N 0 - broj aktivnih atoma u aktivnom vremenu. Nakon vremenskog intervala t će nondecomposed N elemenata.
- U vrijeme koja je jednaka polovini života ostati točno polovica aktivnih elemenata: N = N 0/2.
- Nakon daljnjeg perioda od jedne polovine uzoraka su: N = N = N 0/4 0/2 2 aktivni atomi.
- Nakon nekog vremena jednaka daljnjem poluraspada, uzorak se zadržava samo N = N = N 0/8 0/2 3.
- U vrijeme kada domaćin n pola sata u uzorku će ostati 0 N = N / 2 n aktivnih čestica. U ovom izrazu n = t / T½: omjer sonde poluživota.
- je nešto drukčiji spp matematički izraz koji je prikladniji za zadaće: N = N 0 2 - t / T½.
Uzorak omogućava određivanje, uz poluživot, broj aktivnih izotopa atoma nondecomposed u određenom trenutku. Znajući broj atoma uzorka na početku promatranja, nakon nekog vremena, možete odrediti vijek trajanja lijeka.
Odredite vrijeme poluraspada radioaktivnog raspada izrazu to pomaže samo ako određenih parametara: broj aktivnih izotopa u uzorku, teško je naći dovoljno.
Posljedice zakona
Zapis spp formula može, koristeći koncept masa djelovanje i pripravljanje atoma.
Aktivnost je proporcionalan broju radioaktivnih atoma: A = A 0 • 2 t / T. U ovoj formuli, A 0 - uzorak aktivnost na nulto vrijeme, A - aktivnost nakon t sekundi, T - vrijeme poluraspada.
Težina tvari mogu se koristiti u obrascu: m = m • 2 0-t / T
Za sva redovitim intervalima razbija apsolutno isti udio radioaktivnih atoma dostupnih u ovoj pripremi.
Granice primjene zakona
Zakon u svakom pogledu je statistički, definiranje procesa u mikrokozmos. Razumljivo je da je polu-život radioaktivnih elemenata - statistika. Probabilističkoj priroda događaja u atomskoj jezgri ukazuje da arbitrarno jezgra može propasti u bilo kojem trenutku. Predvidjeti događaj je nemoguće, možemo odrediti samo svoj kredibilitet u isto vrijeme. Kao rezultat toga, vrijeme poluraspada nema smisla:
- za određeni atom;
- minimalni uzorak mase.
Vijek atoma
Postojanje atoma u prvobitno stanje može trajati sekundu, a možda i milijune godina. Razgovor o vremenu čestica života također nije potrebno. Ulaskom iznos jednak prosječnoj vrijednosti života od atoma, možete govoriti o postojanju atoma radioaktivnog izotopa, učinci radioaktivnog raspada. Vrijeme poluživota od atomske jezgre ovisi o svojstvima atoma i ne ovisi o drugim količinama.
Je li moguće riješiti problem: kako pronaći poluživot, znajući prosječan životni vijek?
Za određivanje poluraspada komunikacijski formulu za srednje vrijeme trajanja atoma i raspada stalne pomoći, ne manje.
τ = T 1/2 / ln2 = T 1/2 / 0693 = 1 / λ.
U tom zapisu, τ - prosječan životni vijek, X - raspada, konstanta.
Korištenje poluživot
Primjena spp za određivanje dobi od pojedinačnih uzoraka je rasprostranjena u istraživanju s kraja dvadesetog stoljeća. Točnost određivanja starosti fosilnih nalaza, tako se povećava koje mogu pružiti uvid u to vrijeme životnog vijeka tisućljeća prije Krista.
Radiokarbonska fosilnih organski uzoraka na temelju promjene ugljik-14 aktivnost (radiokarbonskom) prisutan u svim organizmima. Ona pada u živom tijelu tijekom metabolizma i sadržan je u njemu uz određenu koncentraciju. Nakon smrti metabolizam s okolinom prestaje. Koncentracija radioaktivnog ugljika pada zbog prirodnog propadanja, aktivnost opada proporcionalno.
S takvim vrijednostima, polu-života, formula je zakon radioaktivnog raspada pomaže odrediti vrijeme prestanka života organizma.
Lanac radioaktivnih transformacije
radioaktivnosti provedena su u laboratorijskim uvjetima. Nevjerojatna sposobnost da se radioaktivni elementi ostaju aktivne satima, danima ili čak godina nije mogao doći kao iznenađenje na početku fizičara dvadesetog stoljeća. Studije, na primjer, torij, nakon čega slijedi neočekivani rezultat: u zatvorenom ampulu svog djelovanja bio značajan. Na najmanji dašak njega pao. Zaključak je jednostavan: obraćenje torij popraćena oslobađanjem radona (plin). Svi elementi na radioaktivnost u posve različite tvari, pri čemu su fizikalna i kemijska svojstva. Ova tvar je, pak, također je nestabilan. Sada je poznato tri reda slične transformacije.
Poznavanje tih promjena su izuzetno važni u određivanju vremena nepristupačnosti područja kontaminiranih u procesu atomske i nuklearne istraživanja, ili katastrofa. Poluživot plutonija - ovisno o njegovim izotopa - u rasponu od 86-ih (PU 238) do 80 Ma (Pu 244). Koncentracija svakog izotopa daje ideju o razdoblju za dekontaminaciju područja.
Najskuplji metala
Poznato je da se u modernim vremenima postoji puno skuplji metal od zlata, srebra i platine. To uključuje plutonij. Zanimljivo je da je u prirodi stvorena u evoluciji plutonija nije pronađen. Većina elemenata su dobiveni u laboratorijskim uvjetima. Rad od plutonija-239 u nuklearnim reaktorima mu je omogućio da postane vrlo popularan ovih dana. Dobivanje dovoljno za korištenje u reaktorima u iznosu od izotopa čini praktički neprocjenjiva.
Plutonija-239 se dobije in vivo kao rezultat lančane reakcije u uran-239 Neptunij-239 (poluživota - 56 sata). Slično lanac omogućuje da se akumuliraju plutonij u nuklearnim reaktorima. Stopa nastanka potrebnog broja veća od prirodne milijarde puta.
Primjena u energetiku
Postoji mnogo govoriti o nedostacima nuklearne energije i „neobičnosti” čovječanstva da gotovo svaki otvor se koristi za ubijanje vlastite vrste. Otvaranje plutonija-239, koji je u mogućnosti da sudjeluju u reakciji nuklearne lančane dozvoljeno koristiti ga kao mirnog izvor energije. Uranij-235 je analogni od plutonija pronađena u svijetu je izuzetno rijetka, odaberite ga s urana rude je puno teže nego da se plutonij.
Starost Zemlje
Radioizotop analiza izotopa radioaktivnih elemenata daje točniju predodžbu o trajanja određenog uzorka.
Korištenje lanac transformacije „urana - torij”, koji se nalazi u Zemljinoj kori, što ga čini moguće odrediti starost našeg planeta. Postotak tih elemenata u prosjeku u cijeloj kori temelj ove metode. Prema posljednjim podacima, u dobi od Zemlje 4,6 milijarde godina.
Similar articles
Trending Now