Образуване, Наука
Периодът на полуразпад на радиоактивни елементи - какво е това и как да го определят? Формула полуживот
Историята на изучаването на радиоактивността започна 1-ви март, 1896 г., когато на известния френски учен Анри Bekkerel случайно открива нещо странно в излъчването на урановите соли. Оказа се, че една фотографска плака, поставена в кутия с проба помрачен. Тя е резултат от страни, притежаващи висока проникваща радиация, която бе обогатен уран. Този имот се намира в най-тежките елементи, завършване на периодичната таблица. Той получава името "радиоактивност".
Представяме на характеристиките на радиоактивност
Този процес - спонтанно член превръщане атом изотоп в различен изотоп с едновременно отделяне на елементарни частици (електрони, атомни ядра на хелий). атоми преобразуване появяват спонтанно, без да се изисква външно поглъщане на енергия. Основното количество характеризиращи освобождаването на енергия по време на процеса на радиоактивния разпад, наречен активност.
А = λN, където λ- гниене константа, N - брой на активните атоми в пробата.
Изолиран α, β, у-разпада. Съответните уравнения се наричат компенсирани правила:
име | Какво се случва | уравнение реакция |
α гниене | превръщане на атомно ядро в X Y ядро освобождаване ядрото на хелий атом | X Z A → Z-Y 2-4 + 4 2 Той |
β - разпадане | превръщане на атомно ядро в ядрото X Y с освобождаването на електрон | Z A → Z + X 1 Y A + -1 д А |
γ - гниене | не се придружава от промени в ядрото, освободената енергия под формата на електромагнитна вълна | X Z A → Z X A + γ |
Интервалът от време в радиоактивност
В момента на разпадането на частиците не може да бъде определен за конкретно атом. За него това е по-скоро "злополука", а не като модел. Изолиране на енергия, която характеризира процеса, определена като активност на пробата.
Установено е, че има време, през който точно половината от атомите на образеца в процес на разпад. Този интервал от време се нарича "период на полуразпад". Какво е значението на въвеждането на това понятие?
Какво е времето на полуразпад?
Оказва се, че за известно време, равен на периода, точно половина на активни атоми, присъстващи счупи примерни. Но означава ли това, че по време на всички активни атоми се разпадне напълно в два периода на полуразпад? Ни най-малко. След определен момент в пробата е половината от радиоактивни елементи, след същия интервал от време на останалите атоми разлага дори половина, и така нататък. Радиацията продължава дълго време, много по-висока, отколкото на полуживот. Следователно, активните атоми в пробата се съхраняват независимо от радиацията
Периодът на полуразпад - количество, което зависи само от свойствата на веществото. Стойността се определя от много известни радиоактивни изотопи.
Таблица: "упадъка на полуживот на някои изотопи"
| име | предназначение | вид гниене | полуживот |
радий | 88 Ра 219 | алфа | 0.001 секунди |
магнезиев | 12 Mg 27 | бета | 10 минути |
радон | 86 Rn 222 | алфа | 3,8 дни |
кобалт | 27 Co 60 | бета, гама | 5.3 години |
радий | 88 Ра 226 | алфа, гама | 1620 година |
Уран | 92 238 U | алфа, гама | 4,5 милиарда години |
Определяне на полуживот извършва експериментално. При лабораторните изследвания проведени многократно измерване на активността. От лабораторни проби с минимален размер (специалист по сигурността е преди всичко), експериментът се извършва с различни интервали, се повтаря много пъти. Тя се основава на редовността на агенти на промяната дейност.
За да се определи времето на полуживот е измерената активност на пробата на определени интервали от време. Като се има предвид, че параметърът, свързан с количеството на разрушените атоми от закона за радиоактивното разпадане, определяне на полуживот.
определения пример за изотоп
Нека броят на активните елементи на изотопа в даден момент е равно на N, интервала от време, през който наблюдение е т 2 - т 1, където в началото и в края са достатъчно близо наблюдение. Да приемем, че п - брой атоми разпада в определен интервал от време, след това п = KN (т 2 - т 1).
В този израз, К = 0693 / T½ - фактор пропорционалност, наречен константата на разпад. T½ - времето му на полуразпад на изотопите.
Да приемем за единица време слот. Така К = N / N показва малка част от изотопни ядра настоящото дезинтегриращи за единица време.
Познаването на стойността на константата на разпадане може да бъде определена и времето на полуживот на разпадане: T½ = 0693 / К.
От това следва, че за единица време не разгражда определен брой активни атоми, и известна част.
Законът на радиоактивното разпадане (SPP)
Периодът на полуразпад е основа SPP. Модела получен Фредерик Соди и Ърнест Ръдърфорд, въз основа на експериментални резултати през 1903. Учудващо е, че няколко измервания, направени с инструменти, които са далеч от съвършенство по отношение на началото на ХХ век, довело до точни и валидни резултати. Той се превръща в основа на теорията на радиоактивност. Ние извлече математически запис на радиоактивни закон разпад.
- Нека N 0 - брой активни атоми в активното време. След интервал от време ще т nondecomposed N елементи.
- В момент, равен на полуживот остане точно половината от активните елементи: N = N 0/2.
- След допълнителен период от половината от пробата са: N = N = N 0/4 0/2 две активни атома.
- След известно време, равен на по-нататъшно полуживот, пробата ще запази само: N = N 0/8 = N 0/2 март.
- По време, когато приемащата п половин периоди в образеца ще останат 0 N = N / 2 N на активните частици. В този израз п = т / T½: съотношението на сондата на полуживот.
- има SPP малко по-различен математически израз, който е по-удобно в задачи: N = N 0 2 - т / T½.
Моделът позволява да се определи, в допълнение към полуживот, броят на активните изотопни атоми nondecomposed в даден момент. Познаването на броя на атомите на пробата в началото на наблюдението, след известно време, може да се определи времето на живот на лекарството.
Определяне на полуживот на разпадане закон формула радиоактивни това помага само ако определени параметри: броят на активните изотопи в извадката, това е трудно да се намери достатъчно.
Последици от закона
Запишете формула SPP може, използвайки понятието масови дейност и подготовка атома.
Активност е пропорционална на броя на радиоактивни атоми: А = А 0 • 2 -t / T. В тази формула А 0 - проба активност при нулево време, А - активност след т секунди, Т - полуживот.
Тегло на веществото може да се използва в схемите: m = m 0 • 2 -t / T
За всички редовни интервали разбива абсолютно същото съотношение на радиоактивни атоми на разположение в тази подготовка.
Границите на приложимост на закона
Законът във всяко едно отношение е статистически, определяне на процесите в един микрокосмос. Разбираемо е, че времето му на полуразпад на радиоактивни елементи - статистика. Най-вероятностен характер на събитията в атомните ядра предполага, че произволното ядрото може да се срине по всяко време. Познайте събитие е невъзможно, можем да определим само доверието към себе си в даден момент. В резултат на това времето му на полуразпад няма смисъл:
- за конкретен атом;
- минимални маси проба.
Жизненият цикъл на атома
Съществуването на атома в оригиналния му състояние може да продължи за втори, а може би и милиони години. Говорете за времето на частиците на живот също не е необходимо. С въвеждането на сума, равна на средната стойност на целия живот на атомите, можете да се говори за съществуването на атомите на радиоактивен изотоп, последиците от радиоактивното разпадане. Периодът на полуразпад на атомното ядро зависи от свойствата на атома и не зависи от други количества.
Възможно ли е да се реши проблема: как да намерите полуживот, знаейки средния експлоатационен живот?
За определяне на комуникация формула полуживот за средната живот на атома и константата на разпад помощта на не по-малко.
τ = Т 1/2 / ln2 = Т 1/2 / 0693 = 1 / λ.
В този запис, τ - средният живот, λ - константата на разпад.
Използване на полуживот
Заявление SPP за определяне на възрастта на индивидуалните проби е широко разпространена в областта на изследванията на края на двадесети век. Точността на определяне на възрастта на изкопаеми артефакти е така увеличава, които могат да осигурят информация за времето на живот на хилядолетие преди Христа.
Радиовъглеродното изкопаеми органични проби въз основа на промяната на въглерод-14 активност (радиовъглеродно) присъства във всички организми. Тя пада в живото тяло по време на метаболизъм и се съдържа в него на определена концентрация. След смъртта на обмяната на веществата с околната среда престава. Концентрацията на въглероден радиоактивни попада поради естественото гниене, активността намалява пропорционално.
С такива ценности, времето на полуживот, формулата на закона на радиоактивното разпадане помага да се определи по време на прекратяването на живота на организма.
Верига на радиоактивни превръщания
проучвания радиоактивност са проведени при лабораторни условия. Невероятна възможност за радиоактивни елементи остане активен в продължение на часове, дни или дори години не може да дойде като изненада в началото на физици на ХХ век. Изследвания, например, торий, последвано от неочакван резултат: в затворена ампула на неговата активност е значителна. При най-малкото полъх тя падна. Изводът е прост: превръщането на торий придружен от освобождаването на радон (газ). Всички елементи на радиоактивността превърнати в напълно различно вещество и където физични и химични свойства. Това вещество, от своя страна, също е нестабилна. Вече е известно, три реда подобни трансформации.
Познаването на тези трансформации са изключително важни при определяне на времето на недостъпност площи, замърсени в процеса на атомната и ядрената изследвания, или катастрофи. Полуживотът на плутоний - в зависимост от неговите изотопи - в диапазона от 86 и 238 (PU) до 80 Ма (PU 244). Концентрацията на всеки изотоп дава представа за периода от зоната за обеззаразяване.
Най-скъпият метал
Известно е, че в днешно време има много по-скъпо, отколкото метал злато, сребро и платина. Те включват плутония. Интересното е, че в природата е създаден в еволюцията на плутония не е намерен. Повечето елементи са получени в лабораторни условия. Операция на плутоний-239 в ядрените реактори му позволи да се превърне изключително популярни в наши дни. Получаването на достатъчно за използване в реакторите на количеството на изотопа на практика прави безценен.
Плутоний-239 се получава ин виво в резултат на верижни реакции в уран-239 нептуний-239 (полуживот - 56 часа). Подобна верига позволява да се натрупват плутоний в ядрените реактори. Скоростта на появяване на необходимия брой надхвърля природни милиарди пъти.
Приложение в енергетиката
Има много се говори за недостатъците на ядрената енергия и "странностите" на човечеството, че почти всеки отвор се използва, за да убие собствения си вид. Откриване на плутоний-239, който е в състояние да участва в ядрена верижна реакция е позволено да я използвате като мирен източник на енергия. Уран-235 е аналог на плутония намерена в света е изключително рядко, изберете го от рудата уран е много по-трудно, отколкото да се плутоний.
Възрастта на Земята
Радиоизотопни анализ на изотопи на радиоактивни елементи, дава по-точна представа за живота на дадена проба.
Използването на веригата трансформация "на уран - торий", съдържащи се в земната кора, дава възможност да се определи възрастта на нашата планета. Процентът на тези елементи в средно цялата кора е в основата на този метод. Според най-новите данни, възрастта на Земята е 4,6 милиарда години.
Similar articles
Trending Now