Puoliintumisaika radioaktiivisten alkuaineiden - mitä se on ja miten määritellä se? Kaavan puoli-elämän

Historian tutkimuksen radioaktiivisuuden alkoi 01 maaliskuu 1896, kun kuuluisa ranskalainen tiedemies Anri Bekkerel vahingossa löysi outoa säteilyn uraanin suoloja. Kävi ilmi, että valokuvauslevylle, laitetaan laatikko näytteen turmeltunut. Se on tulosta maiden jolla korkea läpitunkevaa säteilyä, joka oli rikastettu uraani. Tämä ominaisuus löytyy raskain elementit, täyttämällä jaksollisen. Hän sai nimen "radioaktiivisuus".

Esittelemme ominaisuudet radioaktiivisuuden

Tämä prosessi - spontaani muuntaminen jäsen atomi-isotooppien eri isotooppi samanaikaisesti vapautuu alkeishiukkaset (elektronit, Atomiydinten heliumin). Muuntaminen atomia ilmestyi spontaanisti, ilman ulkopuolista energiaa imeytymistä. Tärkeimmät määrä kuvaavat energian vapautuminen aikana radioaktiivisen hajoamisen, jota kutsutaan aktiivisuus.

radioaktiivisen näytteen aktiivisuutta kutsutaan todennäköinen määrä rappeutuminen näytteen aikayksikköä kohti. In SI (System International) mittayksikkö sitä kutsutaan becquerel (Bq). Yksi Becquerel antaa tällaisen näytteen aktiivisuutta, joka esiintyy keskimäärin 1 hajoamista sekunnissa.

A = Xn-, jossa λ- hajoamisvakio, N - useita vaikuttavia atomien näytteessä.

Eristetty α, β, γ-hajoaa. Vastaavat yhtälöitä kutsutaan offset sääntöjä:

nimi	Mitä tapahtuu	reaktioyhtälön
α rappeutuminen	muuntaminen atomin ytimen X Y ydin vapauttaa ytimen heliumatomin	X Z → Z-Y 2-4 + 4 2 Hän
β - hajoamisen	muuntaminen atomin ytimen X Y ytimen kanssa elektroneja julkaisu	Z → Z + X 1 Y A + -1 eA
γ - rappeutuminen	mukana ei ole muutoksia tumassa, vapautuva energia muodossa sähkömagneettisen aallon	X Z → Z X A + γ

Aikaväli radioaktiivisuus

Hetkellä romahduksen hiukkasten ei voida asetettu tiettyyn atomiin. Hänelle se on pikemminkin "onnettomuus" eikä kuvio. Eristäminen energiaa, joka luonnehtii prosessi, joka määritellään näytteen aktiivisuus.

Se on huomannut, että se muuttuu ajan mittaan. Kun taas yksittäisten elementtien osoittavat yllättävän vakauden säteilyn, on aineita, joiden toiminta laskee useita kertoja lyhyen ajan sisällä. Hämmästyttävän erilaisia! Onko mahdollista löytää malli näissä prosesseissa?

On todettu, että on aika, jona täsmälleen puoli atomien näytteen olevien rappeutuminen. Tämä aikaväli on nimeltään "puoliintumisaika". Mikä on tarkoitettu käyttöönoton tämän käsitteen?

Mikä on puoliintumisaika?

Näyttää siltä, että ajan, joka on yhtä suuri kuin ajanjakson, täsmälleen puoli aktiivisen atomien esillä näyte rikkoutuu. Mutta tarkoittaako tämä, että kaikissa aktiiviset atomit hajoavat täysin kahdessa puoliintumisajoissa? Ei lainkaan. Tietyn pisteen jälkeen näytteessä on puoli, että radioaktiivisten alkuaineiden saman jäljellä olevan ajan atomien hajoaa jopa puoli, ja niin edelleen. Säteily jatkuu pitkään, paljon suurempi kuin puoliintumisaika. Näin ollen aktiivinen atomien näytteessä tallennetaan itsenäisesti säteilyltä

Puoliintumisaika - määrän, joka riippuu vain aineen ominaisuuksista. Arvo on määritetty monia tunnettuja radioaktiivisia isotooppeja.

Taulukko: "puoliintumisaika hajoaminen tiettyjen isotoopit"

nimi	nimitys	tyyppinen hajoaminen	puoliintumisaika
radium	88 Ra 219	alfa	0.001 sekuntia
magnesium	12 Mg 27	beeta	10 minuuttia
radon	86 Rn 222	alfa	3,8 päivää
koboltti	27 Co 60	beeta, gamma	5,3 vuotta
radium	88 Ra 226	alfa, gamma	1620 vuotta
Uranus	92 238 U	alfa, gamma	4500000000vuosi

Määritys puoli-elämän suoritetaan kokeellisesti. Laboratoriossa tutkimuksissa toistuvasti aktiivisuuden mittaamiseksi. Koska laboratorio näytteitä vähimmäiskoko (turvallisuus tutkija on ennen kaikkea), koe suoritetaan eri aikavälein, toistetaan useita kertoja. Se perustuu säännöllisyydestä muutosagentteja toimintaa.

Jotta määrittämiseksi puoli-elämän on mitattu näytteen aktiivisuus tietyin aikavälein. Ottaen huomioon, että parametri liittyvä määrä hajonneen atomien radioaktiivinen hajoaminen laki, määritetään puoli-elämän.

Esimerkki määritelmiä isotooppi

Anna määrä aktiivisia elementtejä isotoopin tietyllä hetkellä on N, aikaväli, jonka aikana havainto on t ₂ - t _1, jossa alku ja loppu ovat riittävän lähellä havainto. Oletetaan, että n - atomien lukumäärä hajosi tietyllä aikavälillä, niin n = KN (t ₂ - t _1).

Tässä ilmaisu, K = 0693 / puoliintumisaika - suhdelukumenetelmän, kutsutaan hajoamisvakio. T½ - puoliintumisaika isotoopin.

Oletetaan, että aikaväliyksikössä. Näin ollen K = n / N ilmaisee osa isotoopin ydinten esillä olevan hajoavan aikayksikköä kohti.

Tietäen arvo hajoamisvakio voidaan määrittää ja puoli-alasajon: puoliintumisaika = 0693 / K.

Tästä seuraa, että aikayksikköä kohti ei taukoja tietty määrä aktiivisia atomien, ja tietyn osuuden.

Laki radioaktiivisen hajoamisen (SPP)

Puoliintumisaika on perusta spp. Kuvio peräisin Frederick Soddy ja Ernest Rutherford perusteella koetulosten 1903. On yllättävää, että useita mittauksia tehdään välineitä, jotka ovat kaukana täydellisestä kannalta vuosisadan alkupuolen, johti tarkka ja luotettavia tuloksia. Hän tuli perusta teorian radioaktiivisuutta. Saamme matemaattinen tulo radioaktiivisen hajoamisen lakia.

- Olkoon N ₀ - useita vaikuttavia atomien aktiivisen ajan. Sen jälkeen, kun aikaväli t on nondecomposed N alkiota.

- Samalla on yhtä suuri kuin puoli-elämän edelleen täsmälleen puoli, että aktiivisten elementtien: N = _0/2.

- lisäjakson jälkeen yksi puoli näytteestä ovat: N = _0/4 = N _0/2 ² aktiivista atomia.

- Kun aika on yhtä suuri kuin edelleen puoli-elämän, näyte pitää vain: N = _0/8 = N ^_0/2 maaliskuuta.

- Samalla, kun isäntä n puoli-aikoja kappaleessa pysyy ₀ N = N / 2 ⁿ aktiivisten hiukkasten. Tässä ilmaisu n = t / puoliintumisaika: suhde koettimen puoli-elämän.

- on spp hieman erilainen matemaattinen lauseke, joka on kätevämpää tehtävät: N = ₀ 2 ^{- t / _{puoliintumisaika.}}

Kuvio mahdollistaa määrittää, lisäksi puoli-elämän, määrä aktiivisia isotooppiatomeilla nondecomposed tietyllä hetkellä. Tietäen atomien lukumäärä näytteen alussa havainto, jonkin ajan kuluttua, voit määrittää eliniän lääkkeen.

Määrittämään puoliintumisaika radioaktiivisen hajoamisen lain kaavaa se auttaa vain, jos tietyt parametrit: määrä aktiivisia isotooppien näytteessä, on vaikea löytää riittävästi.

Seuraukset lain

Record spp kaava voi käyttäen käsitettä massa aktiivisuuden ja valmistelu atomia.

Aktiivisuus on verrannollinen radioaktiivisten atomien: A = A ₀ • ^{2-t / T.} Tässä kaavassa A ₀ - näyte aktiviteetti hetkellä nolla, A - toimintaa sen jälkeen, t sekuntia, T - puoli-elämän.

Paino ainetta voidaan käyttää rakenteessa: m = m ₀ • ^{2-t / T}

Mistään säännöllisesti rikkoo täysin samassa suhteessa radioaktiivisten atomien saatavilla valmisteilla.

Rajoja sovellettavuus lain

Laki kaikilta osin on tilastollinen, jossa määritellään prosesseja mikrokosmos. On selvää, että puoli-elämän radioaktiivisten alkuaineiden - tilastollinen. Probabilistisen luonne tapahtumien atomiytimillä viittaa siihen, että mielivaltainen ydin voi romahtaa milloin tahansa. Ennustaa tapahtuma on mahdotonta, voimme vain sen uskottavuus kerrallaan. Tämän seurauksena puoliintumisaika ei ole mitään järkeä:

• tietyn atomin;
• vähintään näyte massoja.

Eliniän atomin

Olemassaolo atomin alkuperäisessä kunnossa voi kestää toisen, ja ehkä miljoonia vuosia. Keskustele aikaan hiukkasten elämä ei myöskään ole tarpeen. Antamalla vastaava määrä keskiarvo eliniän atomien, voit puhua olemassaolosta atomien radioaktiivista isotooppia, vaikutukset radioaktiivisen hajoamisen. Puoliintumisaika atomin ydin riippuu ominaisuuksista atomi ja ei riipu muista määriä.

Onko mahdollista ratkaista ongelma: kuinka löytää puoliintumisajan, tietäen keskimääräinen käyttöikä?

Määrittämiseksi puoli-kommunikoinnin kaava keskimääräisen eliniän atomin ja hajoamisvakio avulla, ei vähemmän.

_{τ = T 1/2 / In2 = T} 1/2/0693 = 1 / λ.

Tässä ennätys, τ - keskimääräinen elinikä, λ - hajoamisvakio.

Käyttämällä puoliintumisaika

Sovellus spp määrittämiseksi iän yksittäisten näytteiden on levinnyt tutkimuksessa myöhään vuosisadan. Tarkkuuden määrittämiseen iän fossiilisten esineitä on niin kasvanut, jotka voivat antaa yksityiskohtaista tietoa eliniän vuosituhannella eKr.

Radiohiili fossiilinen orgaaninen näytteitä muutoksen perusteella hiili-14 aktiivisuus (radiohiili) läsnä kaikissa organismeissa. Se putoaa elävän kehon aineenvaihdunnan aikana ja on sisältämät tietyn pitoisuuden. Kuoleman jälkeen aineenvaihdunnan ympäristön kanssa lakkaa. Pitoisuus hiilen radioaktiivista laskee johtuen luonnollisen hajoamisen aktiivisuus pienenee suhteessa.

Tällaisten arvojen puoli-elämän, kaavan lain radioaktiivisen hajoamisen auttaa määrittämään aika päättymisestä organismin elinajan.

Ketju radioaktiivisen muutoksia

radioaktiivisuus tutkimukset tehtiin laboratorio-olosuhteissa. Hämmästyttävä kyky radioaktiiviset alkuaineet pysyvät aktiivisina tunteja, päiviä tai jopa vuosia ei tule yllätyksenä alussa vuosisadan fyysikot. Tutkimukset, esimerkiksi, toriumin, jonka jälkeen odottamaton tulos: suljetussa ampullissa sen aktiivisuus oli merkittävä. Pienimmästäkin tuulahdus se putosi. Johtopäätöksenä oli yksinkertainen: muuntaminen toriumin mukana vapautumista radon (kaasu). Kaikki elementit radioaktiivisuuden muuttunut täysin eri ainetta, ja jossa fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Tämä aine puolestaan on myös epävakaa. Nyt tiedetään kolme riviä vastaavia muutoksia.

Tieto näistä muunnokset ovat erittäin tärkeitä määritettäessä aikaan hankala saastuttamien alueiden prosessissa atomi- ja ydin- tutkimusta, tai varalta. Puoliintumisaika plutoniumin - riippuen sen isotooppien - välillä 86 s (Pu 238) 80 Ma (Pu 244). Pitoisuus kutakin isotooppia antaa käsitys ajan puhdistus alueella.

Kallein metalli

Tiedetään, että nykyaikana on paljon kalliimpaa metallia kuin kulta, hopea ja platina. Näihin kuuluvat plutoniumia. Mielenkiintoista on, että luonto loi kehityksessä plutoniumia ei löydy. Useimmat elementit saadaan laboratorio-olosuhteissa. Toiminta plutonium-239 ydinreaktoreissa avulla hän on tullut erittäin suosittua näinä päivinä. Saada riittäviä käytettäväksi reaktoreissa määrän isotoopin tekee käytännössä korvaamaton.

Plutonium-239 on in vivo saadun seurauksena ketjureaktioita uraani-239 Neptunium-239 (puoliintumisaika - 56 tuntia). Samanlainen ketju mahdollistaa kerääntyä plutoniumin ydinreaktoreissa. Esiintymistiheys, kun vaadittu määrä ylittää luonnollisen miljardeja kertoja.

Sovellus Energian

Puhutaan paljon puutteista ydinvoiman ja "omalaatuinen" ihmiskunnan että lähes mikä tahansa aukko käytetään tappamaan omaa laatuaan. Avaaminen plutonium-239, joka pystyy osallistumaan ydinvoiman ketjureaktion saa käyttää sitä rauhallisen energialähteenä. Uraani-235 on analoginen plutoniumia löytyi maailmassa on äärimmäisen harvinaista, valitse se uraanimalmista on paljon vaikeampaa kuin saada plutoniumia.

Maapallon iästä

Radioisotooppi analyysi isotooppien radioaktiivisten alkuaineiden antaa tarkemman käsityksen käyttöiän tietyn näytteen.

Käyttämällä muutos ketju "uraani - torium", sisältyvän maankuoren, mahdollistaa iän määrittämiseksi planeettamme. Prosenttiosuus näiden elementtien keskimääräinen koko kuori taustalla tällä menetelmällä. Uusimpien tietojen maapallon iästä on 4,6 miljardia vuotta vanha.