Poluživot radioaktivnih elemenata - što je to i kako ga definirati? Formula poluraspada

Povijest istraživanja radioaktivnosti počeo 1. ožujka 1896, kada je poznati francuski znanstvenik Henri Becquerel

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 proces energetskog puštanje u radioaktivnog raspada, Poziv aktivnost.

Radioaktivni aktivnost uzorka naziva vjerojatni broj propadanja uzorka po jedinici vremena. SI (System međunarodni) mjerna jedinica to se zove Becquerel (Bq). U jednom Becquerel donijela takvu aktivnost uzorak koji se pojavljuje u prosjeku 1 raspada u sekundi.

A =&lambda-N, pri čemu &lambda-- truljenje konstanta, N - broj aktivnih atoma u uzorku.

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

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.

Primijećeno je da se mijenja tijekom vremena. Dok pojedini elementi pokazuju iznenađujući stupanj stalnosti zračenja, postoje tvari čija aktivnost se smanjuje nekoliko puta u kratkom vremenskom razdoblju. Nevjerojatna raznolikost! Je li moguće pronaći uzorak u tim procesima?

Utvrđeno je da postoji vrijeme u kojem se točno pola atoma uzorka prolaze propadanje. Ovaj vremenski interval naziva "Poluživot", 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”

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 određenom trenutku jednak N, vremenski interval u kojem je praćena t₂- t₁, gdje je početak i kraj promatranja su dovoljno blizu. Pretpostavljaju da n - broj atoma raspala u određenom vremenskom intervalu, onda je n = KN (t₂- t₁).

U ovom izrazu, K = 0,693 / T½- - proporcionalnost faktor, zove propadanje 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 može se odrediti i pola propadanja: T½- = 0693 / 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. Proizlaze matematičku notaciju Zakon radioaktivnog raspada.

- Neka je N₀ - broj aktivnih atoma u aktivnom vremenu. Nakon vremenskog intervala t će nondecomposed N elemenata.

- U vremenu jednaka poluraspada ostati točno polovica aktivnih elemenata: N = N₀/ 2.

- Nakon drugog poluživota u uzorku su: N = N₀/ 4 = N₀/ 2² aktivni atomi.

- Nakon isteka vremena jednaka daljnjem poluraspada, uzorak se zadržava samo N = N₀/ 8-N₀/ 2³.

- U vrijeme kad su domaćin n poluraspada, uzorak će biti N = N₀/ 2ⁿ aktivnih čestica. U ovom izrazu n = t / T½-: stav vrijeme istraživanja na pola života.

- SPP ima malo drugačiji matematičkih izraza, više prikladan za rješavanje problema: N = N₀2^{-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 = A₀• 2^{-t / T}. U ovoj formuli, A₀ - Aktivnost uzorka na početnom vremenu, A - aktivnost nakon t sekundi, T - vrijeme poluraspada.

Težina tvari mogu se koristiti u obrascu: m = m₀• 2^{-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.

&tau- = T_1/2/ T = ln2_1/2/ 0693 = 1 / &lambda-.

Ovaj unos &tau- - prosječna vijek trajanja, &lambda- - propadanje 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 nuklearna energija i „čudna” čovječanstva da se koristi gotovo bilo otvaranje ubiti svoju vrstu. Otkriće plutonija-239, koji je u mogućnosti da sudjeluju u lančana reakcija nuklearne, moguće koristiti kao miran izvor energije. Uranij-235 je analogni od plutonija pronađena u svijetu je izuzetno rijetka, odaberite ga iz urana rude mnogo teže nego da se plutonij.

Starost Zemlje

Radioizotop analiza izotopa radioaktivnih elemenata daje točniju predodžbu o trajanja određenog uzorka.

Pomoću transformacija lanac "uran - torij"Sadržana u Zemljinoj kori, to ga čini moguće utvrditi 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.