Полуживотот на радиоактивни елементи - што е тоа и како е одреден? Полу-живот формула

Историјата на студијата на радиоактивност почна 1 март 1896 година, кога познатиот француски научник Анри Bekkerel случајно открив нешто чудно во зрачење на ураниум соли. Се испостави дека фотографска плоча, поставена во кутија со примерок нарушен. Тоа е резултат на земји кои поседуваат висок продорен зрачење, кое го збогатува ураниум. Овој имот се наоѓа во најтешките елементи, завршување на периодниот систем. Тој беше дадено името "радиоактивност".

Ние се воведе на карактеристиките на радиоактивност

Овој процес - спонтани член на конверзија атом на изотоп да изотоп со истовремено производство на елементарни честички (електрони, јадра на хелиум атоми). атоми, конверзија појави спонтано, без да се бара надворешен апсорпција на енергија. Главната количина карактеризирање на ослободување на енергија во текот на процесот на радиоактивното распаѓање, наречен активност.

примерок активност радиоактивни распаѓа наречен најверојатен број на примерокот по единица време. На CI (System International) мерна единица се нарекува бекерели (Bq). Во еден Бекерел донесе таква активност примерок кој се јавува во просек 1 распаѓање во секунда.

A = λN, кадешто λ- распаѓање константна, N - бројот на активни атоми во примерокот.

Изолирана α, β, γ-се распаѓа. Соодветните равенки се нарекуваат офсет правила:

име	Што се случува	равенка реакција
α распаѓање	конверзија на атомското јадро во X Y јадро ослободување јадро на хелиум атом на	X Z A → Z-Y 2 A-4 + 4 2 Тој
β - дезинтеграција	конверзија на атомското јадро во јадрото X Y со ослободување на електрони	Z A → Z + X 1 Y A + -1 e A
γ - распаѓање	не се придружени со промени во јадрото, енергијата што се ослободува во форма на електромагнетни бранови	X Z A → Z X A + γ

интервал на време во радиоактивност

Моментот на падот на честички не може да се постави за конкретната атом. За него, тоа е прилично "несреќен случај", наместо шема. Изолација на енергија, кој се карактеризира процесот, се дефинира како активност на примерокот.

Тоа е забележано дека се менува со текот на времето. Додека поединечни елементи покажуваат изненадувачки степен на постојаност на зрачење, постојат супстанции чија активност се намалува неколку пати во краток временски период. Неверојатни различни! Дали е можно да се најде модел во овие процеси?

Утврдено е дека постои време за време на која точно половина од атоми на примерокот во процес на распаѓање. Овој временски интервал се нарекува "половина живот". Што е значењето на воведување на овој концепт?

Што е полу-живот?

Се чини дека за време еднаков на периодот, точно половина од активните атоми присутни паузи примерокот. Но, дали тоа значи дека во текот на сите активни атоми се распадне целосно во две полу-живот? Не, воопшто. По една одредена точка во примерокот е половина од радиоактивни елементи од иста количина на време останатите атоми се разградува дури и половина, и така натаму. На зрачење трае долго време, многу повисока од половина живот. Оттука, активните атоми во примерокот се чуваат независно од зрачење

Полуживотот - количина која зависи само од својствата на супстанцијата. Вредноста се дефинира за многу познати радиоактивни изотопи.

Табела: "распаѓање Полуживотот на одредени изотопи"

име	ознака	тип на забите	половина живот
радиум	88 Ra 219	алфа	0.001 секунди
магнезиум	12 mg 27	бета	10 минути
радон	86 Rn 222	алфа	3,8 дена
кобалт	27 Co 60	бета, гама	5.3 години
радиум	88 Ra 226	алфа, гама	1620 години
Уран	92 238 U	алфа, гама	4,5 милијарди години

Одредување на полуживот врши експериментално. Во лабораториските студии спроведени постојано мерење на активност. Од лабораториски мостри од минимум големина (безбедност истражувач е над сите), експериментот се врши со различни временски интервали, се повторува повеќе пати. Таа се заснова на регуларноста на агенти за промена активност.

Со цел да се утврди времето на полуживот се мери активноста на примерокот во одредени временски интервали. Со оглед на тоа параметар во врска со количеството на распаднати атоми од Законот за радиоактивното распаѓање, утврдување на полу-живот.

дефиниции пример за изотоп

Да бројот на активни елементи на изотоп во дадено време е еднакво на N, временскиот интервал за време на кој набљудување е t ₂ - t _1, каде што на почетокот и на крајот се доволно блиску набљудување. Претпостави дека n - број на атоми се распадна во одреден временски интервал, тогаш n = KN (t ₂ - t _1).

Во овој израз, K = 0693 / t½ - фактор на пропорционалност, наречен распаѓање константна. T½ - полуживотот на изотопи.

Да претпоставиме дека за единица време слот. Така K = n / N укажува на дел од изотоп јадра присутни дезинтеграција по единица време.

Познавањето на вредноста на константата на распаѓање може да се утврди и полуживот на распаѓање: t½ = 0693 / К.

Следи дека по единица време без паузи одреден број на активни атоми, а во одреден процент.

Законот на радиоактивното распаѓање (СПП)

Полуживот е основа spp. Моделот добиени Фредерик Soddy и Ернест Радерфорд врз основа на експериментални резултати во 1903 година. Изненадувачки е што повеќе мерењата направени со инструменти кои се далеку од совршен во однос на почетокот на дваесеттиот век, доведе до точни и валидни резултати. Тој стана основа на теоријата на радиоактивност. Ние се изведе математички влез на радиоактивно распаѓање закон.

- Ајде N ₀ - бројот на активни атоми во активното време. По временски интервал t ќе nondecomposed N елементи.

- Во време еднаква на половина живот остануваат точно половина од активните елементи: N = N _0/2.

- По понатамошен период од една половина од примерокот се: N = N = N _{0/4 0/2} ² активни атоми.

- По некое време еднаква на уште една полу-живот, примерокот ќе ја задржи само: N = N N = _{0/8 0/2} ^3.

- Во време кога домаќин n половина периоди во примерокот ќе остане ₀ N = N / 2 ⁿ на активната честички. Во овој израз n = t / t½: односот на сондата на полу-живот.

- има spp поинаква математички израз што е поудобно во задачите: N = N ₀ 2 ^{- t / _t½.}

Моделот овозможува да се утврди, во прилог на полуживот, бројот на активни изотопи атоми nondecomposed во дадено време. Познавањето на број на атоми на примерокот на почетокот на набљудување, по некое време, може да се утврди на животниот век на дрога.

Одредување на полуживот на распаѓање закон формула радиоактивни тоа им помага само ако одредени параметри: бројот на активни изотопи во примерокот, тоа е тешко да се најде.

Последици од законот

Снимање со формулата spp може, со користење на концептот на маса активност и подготовка атоми.

Активност е пропорционален на бројот на радиоактивни атоми: A = A ₀ • 2 ^{-t / Т.} Во оваа формула, од ₀ - примерок активност на нула време, А - активност по т секунди, Т - полу-живот.

Тежина на супстанцијата може да се користи во шемата на: m = ₀ m • 2 ^{-t / T}

За било какви редовни интервали крши апсолутно иста пропорција на радиоактивни атоми на располагање во овој препарат.

Границите на примената на законот

Законот во сите погледи е статистичка, дефинирање на процесите во микрокосмос. Разбирливо е дека на полуживот на радиоактивни елементи - статистика. На веројатна природата на настаните во атомски јадра укажува на тоа дека произволни јадро може да пропадне во секој момент. Предвиди настан е невозможно, ние може да се утврди само својот кредибилитет во исто време. Како резултат на тоа, на половина живот нема смисла:

• за одредена атом;
• минимум маси примерок.

На живот на атомот

Постоењето на атомот во неговата оригинална состојба може да трае една секунда, а можеби и милиони години. Разговор за време на честички на животот, исто така, не е потребно. Со внесување на износ еднаков на износот на просечната вредност на целиот живот на атоми, може да се зборува за постоењето на атомите на радиоактивен изотоп, ефектите од радиоактивното распаѓање. Полуживотот на атомското јадро зависи од својствата на атомот и не зависи од други количини.

Дали е можно да се реши проблемот: како да се најде на полуживот, знаејќи просечниот живот?

За да се одреди комуникација формула полуживот за средната живот на атомот и распаѓање на постојана помош, не помалку.

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

Во овој рекорд, τ - просечниот животен век, λ - константа на распаѓање.

Користење на полу-живот

Примена spp за утврдување на староста на индивидуалните примероци е широко распространета во истражувањето на крајот на дваесеттиот век. Точноста на одредување на возраст од фосилни артефакти е толку зголеми, со што може да обезбеди увид во животот време на милениум пред нашата ера.

Радиоактивниот јаглерод фосилни органски примероци врз основа на промената на јаглерод-14 активност (земен) присутни во сите организми. Тоа паѓа во живото тело за време на метаболизам и се содржани во нив во одредена концентрација. По смртта на метаболизмот престанува со животната средина. Концентрацијата на радиоактивен јаглерод паѓа како резултат на природни распаѓање, активност се намалува пропорционално.

Со такви вредности, полуживотот, формулата на законот на радиоактивното распаѓање помага да се утврди времето на престанок на животот на организмот.

Синџирот на радиоактивни трансформации

студии радиоактивност беа спроведени во лабораториски услови. Неверојатна способност да се радиоактивни елементи остануваат активни со часови, денови или дури со години не може да дојде како изненадување на почетокот на физичари на дваесеттиот век. Студии, на пример, ториум, проследено со неочекуван резултат: во затворен ампула од неговата активност беше значително. Во најмала вдишување на тоа падна. Заклучокот беше едноставна: конверзија на ториум придружуван од ослободувањето на радон (гас). Сите елементи во радиоактивноста се трансформира во сосема друга супстанција, и каде што физичките и хемиските својства. Оваа супстанца, пак, исто така е нестабилна. Сега се знае три реда на слични трансформации.

Познавање на овие трансформации се од исклучително значење во одредувањето на времето на непристапноста контаминирани области во процесот на атомска и нуклеарна истражувања, или катастрофи. Полуживотот на плутониум - во зависност од изотопи - во опсег од 86 s (Пу 238) до 80 Ма (Пу 244). На концентрација на секој изотоп дава една идеја за периодот од областа на деконтаминација.

Најскапиот метал

Познато е дека во денешно време има многу поскапи метал од злато, сребро и платина. Тоа се однесува на плутониум. Интересно е што во природата создадена во еволуцијата на плутониум не е пронајден. Повеќето елементи се добиени во лабораториски услови. Операција на плутониум-239 во нуклеарни реактори му овозможи да стане многу популарен овие денови. Добивање доволно за употреба во реакторите на износот на изотопот прави практично непроценлива вредност.

Плутониум-239 е добиен in vivo како резултат на низа реакции во ураниум-239 Neptunium-239 (половина живот - 56 часа). Слични синџирот овозможува да се акумулира плутониум во нуклеарните реактори. Стапката на појава на потребниот број надминува природните милијарди пати.

Примена во енергија

Постои многу се зборува за недостатоците на нуклеарната енергија и на "чуден" на човештвото дека речиси секој отвор се користи за да го убие нивниот вид. Отворање на плутониум-239, кој е во можност да учествуваат во нуклеарна верижна реакција е дозволено да ја користите како мирен извор на енергија. Ураниум-235 е аналоген на плутониум најде во светот е исклучително редок, одберете го од руда ураниум е многу потешко отколку да се плутониум.

Возраст на Земјата

Радиоизотопот анализа на изотопи на радиоактивни елементи дава попрецизна идеја на живот на одреден примерок.

Користење на синџирот на трансформација "на ураниум - ториум", содржани во земјината кора, го прави возможно да се утврди возраста на нашата планета. Процентот на овие елементи во просек во текот на кора лежи во основата на овој метод. Според последните податоци, на возраст од Земјата е стара 4,6 милијарди години.