Formado, Scienco
La duona vivo de radioaktivaj elementoj - Kio estas ĝi kaj kiel difini ĝin? Formulo duoniĝotempo
La historio de la studo de radioaktiveco komencis Marto 1, 1896, kiam la fama franca sciencisto Anri Bekkerel akcidente malkovris strangan aferon en la radiado de uranio saloj. Evidentiĝis, ke fotografa plato, metita en skatolo kun specimeno difektigxis. Estas la rezulto de landoj posedi altan penetranta radiado, kiu estis riĉigita uranio. Ĉi tiu propraĵo estas trovita en la plej pezajn elementojn, kompletigante la perioda tabelo. Li ricevis la nomon "radioaktiveco".
Ni enkondukos la karakterizaĵoj de radioaktiveco
Tiu procezo - spontaneaj konvertiĝo membro atomon izotopo en malsamaj izotopoj kun samtempaj evoluado de elementaj partikloj (elektronoj, atomaj kernoj de heliumo). Konvertiĝo atomoj aperis spontanee, sen postuli ekstera energio absorción. La ĉefa kvanto karakterizante la energio eldono dum la procezo de radioaktiva kadukiĝo, nomita agado.
A = λN kaj kiun λ- dekadenco konstanto, N - nombro de aktivaj atomoj en la specimeno.
Izolitaj α, β, γ-disfaloj. La respondaj ekvacioj nomiĝas kompenso reguloj:
nomo | Kio okazas | reago ekvacio |
α dekadenco | konvertiĝo de atoma kerno en la X Y kerno liberiganta kerno de heliumo atomo | X Z A → Z-Kaj 2 A-4 + 4 2 Kaj li |
β - malintegriĝo | konvertiĝo de atoma kerno en la X Y kerno kun la elektrona eldono | Z A → Z + X 1 Y A + -1 e A |
γ - dekadenco | ne akompanita per ŝanĝoj en la kerno, la energio liberigita en la formo de elektromagneta ondo | X Z A → Z X A + γ |
La tempo intervalo en radioaktiveco
La momento de la kolapso de la partikloj ne estas metita por la aparta atomo. Por li, ĝi estas pli ĝuste "akcidento" anstataŭ ŝablono. Izolado de energio kiu karakterizas la procezo, difinita kiel la aktiveco de la specimeno.
Ĝi estas establita ke estas tempo dum kiu ĝuste duonon de la atomoj de la specimeno spertas dekadenco. Ĉi-foje intervalo estas nomita "duoniĝtempo". Kio estas la signifo de la enkonduko de ĉi tiu koncepto?
Kio estas la duoniĝtempo?
Ŝajnas, ke dum kelka tempo egala al la periodo, precize duono de la aktiva atomoj nuna specimeno paŭzoj. Sed tio signifas ke dum la tuta aktiva atomoj disfalas tute en du duon-vivoj? Tute ne. Post certa punkto en la specimeno estas duono de la radioaktivaj elementoj de la sama kvanto de tempo restanta atomoj descompone eĉ duonon, kaj tiel plu. La radiado persistas dum longa tempo, multe pli alta ol la duoniĝotempo. De ĉi tie, la aktiva atomoj en la specimeno estas stokitaj sendepende de la radiado
La duoniĝotempo - kvanto kiu dependas nur de la ecoj de la substanco. La valoro estas difinita por multaj konataj radioaktivaj izotopoj.
Tablo: "La duoniĝotempo dekadenco de certaj izotopoj"
| nomo | designación | tipo de dekadenco | duoniĝotempo |
radiumo | 88 Ra 219 | alfa | 0,001 sekundojn |
magnezio | 12 Mg 27 | beta | 10 minutoj |
radono | 86 Rn 222 | alfa | 3.8 tagoj |
kobalto | 27 Co 60 | beta, gama | 5.3 jaroj |
radiumo | 88 Ra 226 | alfa, gama | 1620 jaroj |
Urano | 92 238 U | alfa, gama | 4.5 miliardoj da jaroj |
Determino de duoniĝotempo farita experimentalmente. En laboratorio studoj realigitaj ripete mezuri la aktivecon. Ekde laboratorio specimenoj de minimuma grandeco (sekureca esploristo estas ĉefe), la eksperimento efektivigas kun malsamaj intervaloj, ripetita multfoje. Ĝi estas bazita sur la reguleco de ŝanĝo agentoj agado.
Por determini la duoniĝotempo estas mezurita aktiveco de la specimeno ĉe specifa tempo intervaloj. Donita ke la parametro rilataj al la kvanto de disgregada atomoj de la radioaktiva kadukiĝo leĝo, fiksante la duoniĝotempo.
EKZEMPLO difinoj por la izotopo
Lasu la nombro de aktivaj elementoj de la izotopo je donita tempo estas egala al n, la tempa intervalo dum kiuj observado estas t 2 - t 1, kie la komenco kaj la fino estas sufiĉe proksima observado. Supozi ke n - nombro de atomoj diseriĝis en donita tempa intervalo, tiam n = KN (t 2 - t 1).
En ĉi tiu esprimo, K = 0.693 / T½ - proporcieco faktoro, nomata dekadenco konstanto. T½ - la duoniĝtempo de la izotopo.
Supozi por la tempo fendo unuo. Tiel K = n / N indikas la frakcio de izotopo kernoj nuna formortanta por unua tempo.
Sciante la valoro de la dekadenco konstanta povas esti determinita kaj la duoniĝotempo de dekadenco: T½ = 0.693 / K.
Sekvas, ke por tempo unuo ne rompas iun numeron de aktivaj atomoj kaj certa proporcio.
Instruo de radioaktiva kadukiĝo (spp)
Duoniĝotempo estas la bazo spp. Skemo derivita Frederick Soddy kaj Ernest Rutherford surbaze de eksperimentaj rezultoj en 1903. Estas surprize, ke multaj mezuroj faritaj kun instrumentoj kiuj estas tute ne perfekta laŭ la frua dudeka jarcento, kondukis al preciza kaj valida rezultoj. Li iĝis la bazo de la teorio de radioaktiveco. Ni derivi matematika eniron de radioaktiva kadukiĝo leĝo.
- Lasu N 0 - nombro de aktivaj atomoj en la aktiva tempo. Post la tempo intervalo t estos nondecomposed N elementoj.
- En tempo egalas la duoniĝotempo restos ekzakte duono de la aktivaj elementoj: N = N 0/2.
- Post plia periodo de unu duono de la specimeno estas: N = N 0/4 = N 0/2 2 aktivaj atomoj.
- Post iom da tempo egalan al plua duoniĝotempo, la specimeno retenos nur: N = N 0/8 = N 0/2 marto.
- En tempo kie la gastiganto n duone periodoj en la espécimen restos 0 N = N / 2 n de la aktiva partikloj. En ĉi tiu esprimo n = t / T½: la rilatumo de la enketo al la duoniĝotempo.
- havas spp tiel malsama matematika esprimo kiu estas pli oportuna en la taskoj: N = N 0 2 - t / T½.
La mastro permesas determini, aldone al la duoniĝtempo, la nombro de aktivaj izotopo atomoj nondecomposed je donita tempo. Sciante la nombro de atomoj de la specimeno al la komenco de la observado, post iom da tempo, Vi povas determini la vivdaŭro de la drogo.
Determini la duoniĝotempo de radioaktiva kadukiĝo leĝo formulo helpas nur se iuj parametroj: la nombro de aktivaj izotopoj en la specimeno, estas malfacile trovi sufiĉan.
Konsekvencoj de la leĝo
Rekorda spp formulo povas, uzante la koncepto de maso agado kaj preparado atomoj.
Aktiveco estas proporcia al la nombro de radioaktiva atomoj: A = A 0 • 2 -t / T. En ĉi tiu formulo, A 0 - specimeno aktiveco en nulo tempo, A - aktiveco post t sekundoj, T - duoniĝotempo.
Pezo de la substanco povas esti uzata en la ŝablono: m = m 0 • 2 -t / T
Por ajna regulaj intervaloj rompas tute la sama proporcio de la radioaktiva atomoj havebla en ĉi tiu preparado.
La limoj de aplikebleco de la leĝo
La leĝo en ĉiuj aspektoj estas statistika, difinante la procezoj en mikrokosmo. Ĝi komprenas ke la duoniĝtempo de radioaktivaj elementoj - statistiko. La probableca naturo de la okazaĵoj en la atomaj kernoj sugestas ke la arbitra kerna povas disfali en ajna momento. Antaŭdiri okazaĵo estas neebla, ni povas nur determini sian kredindecon samtempe. Rezulte, la duoniĝtempo estas sensencaĵo;
- por aparta atomo;
- minimuma specimeno amasoj.
La vivo de la atomo
La ekzisto de la atomo en ĝia originala kondiĉo povas daŭri dum sekundo, kaj eble milionoj da jaroj. Parolado pri la tempo de la partikloj de la vivo estas ankaŭ ne necesa. Enmetante kvanto egala al la meza valoro de la vivo de la atomoj, vi povas paroli pri la ekzisto de atomoj de radioaktiva izotopo, la efikoj de radioaktiva kadukiĝo. La duona vivo de la atoma kerno dependas de la ecoj de la atomo kaj ne dependas de aliaj kvantoj.
Ĉu eblas solvi la problemon: kiel trovi la duoniĝtempo, sciante la mezumo vivdaŭro?
Determini la duoniĝotempo komunikado formulon por la mezumo vivdaŭro de la atomo kaj la dekadenco konstanta helpo, ne malpli.
τ = T 1/2 / LN2 = T 1/2 / 0,693 = 1 / λ.
En ĉi tiu disko, τ - la ordinara vivo, λ - la dekadenco konstanto.
Uzante la duoniĝotempo
Apliko spp por determini la aĝon de la individuaj specimenoj estas ĝeneraligita en la esploro de la malfrua dudeka jarcento. La precizeco de determini la aĝon de fosiliaj artefaktoj estas tiel pliigis kiu povas provizi enrigardon en la vivo tempo de la jarmilo.
Radiokarbona fosiliaj organikajn specimenojn surbaze de la ŝanĝo de karbono-14 aktiveco (radiocarbono) ĉeestis en ĉiuj organismoj. Ĝi falas al vivanta korpo dum metabolo kaj estas enhavita en ĝi je aparta koncentriĝo. Post la morto de metabolo kun la medio ĉesas. La koncentriĝo de radioaktiva karbono falas pro natura dekadenco, la aktiveco malgrandiĝas proporcie.
Kun tiaj valoroj, la duoniĝtempo, la formulo de la leĝo de radioaktiva kadukiĝo helpas determini la tempo de la fino de la vivo de la organismo.
Ĉeno de radioaktiva transformoj
radioaktiveco studoj estis faritaj en laboratorio kondiĉoj. Mirinda kapablo radioaktivaj elementoj restas aktiva dum horoj, tagoj aŭ eĉ jaroj ne povis veni kiel surprizo al la komenco de la dudeka jarcento fizikistoj. Studoj, ekzemple, torio, sekvita de neatendita rezulto: en fermita ampoule de lia aktiveco estis signifa. Je la plej eta bocanada de ĝi falis. La konkludo estis simpla: la konvertiĝo de torio akompanita per la liberigo de radono (gaso). Ĉiuj elementoj en la radioaktiveco transformita en tute alia substanco, kaj kie la fizika kaj kemia ecoj. Tiu substanco, siavice, ankaŭ estas malstabila. Ĝi nun estas konata tri vicoj da similaj transformoj.
Scio de ĉi tiuj transformoj estas ekstreme gravaj en determinado de la tempo de neatingebleco areoj poluita en la procezo de atoma kaj nuklea esploro, aŭ katastrofoj. La duona vivo de plutonio - depende de ĝia izotopoj - en la intervalo de 86 s (Pu 238) por 80 Ma (Pu 244). La koncentriĝo de ĉiu izotopo donas ideon pri la periodo de la senaktivigon areo.
La plej altekosta metalo
Ĝi scias ke en modernaj tempoj estas multe pli multekosta metalo ol oro, arĝento kaj plateno. Ĉi tiuj inkluzivas la plutonio. Interese, en la naturo kreis en la evoluado de la plutonio estas ne trovita. Plej elementoj akiras sub laboratorio kondiĉoj. Operacion de plutonio-239 en nukleaj reaktoroj ebligis lin iĝi ekstreme populara nuntempe. Obtención sufiĉa por uzo en la reaktoroj de la kvanto de la izotopo igas preskaŭ netaksebla.
Plutonio-239 estas ricevita en vivo kiel rezulto de ĉeno reagoj en la uranio-239 neptunio-239 (duoniĝtempo - 56 horoj). Similaj ĉeno permesas amasigi plutonio en nukleaj reaktoroj. La indico de okazo de la postulata nombro superas la naturan miliardojn da fojoj.
Apliko en Energio
Estas famo pri la mankoj de nuklea energio kaj la "strangeco" de la homaro, ke preskaŭ neniu malfermo estas uzata por mortigi sian propran specon. Malfermo de plutonio-239, kiu povas partopreni la nuklea ĉeno reago estas permesita uzi ĝin kiel paca energifonto. Uranio-235 estas analogo de la plutonio troviĝas en la mondo estas ekstreme maloftaj, elektu ĝin el la uranio erco estas multe pli malfacile ol akiri plutonio.
Aĝo de la Tero
Radioisótopos analizo de izotopoj de radioaktivaj elementoj donas pli precizan ideon pri la vivdaŭro de aparta specimeno.
Uzante la transformo ĉeno "de uranio - torio", enhavis en la tera krusto, ebligas determini la aĝon de nia planedo. La procento de tiuj elementoj en mezumo tra la krusto subyace tiu metodo. Laŭ la lastaj datumoj, la aĝo de la Tero estas 4.6 miliardoj da jaroj malnova.
Similar articles
Trending Now