Pusperiods radioaktīvo elementu - kas tas ir un kā to definēt? Formula pussabrukšanas

Pētījuma radioaktivitātes vēsture sākās 1. marts 1896, kad slavenais franču zinātnieks Anri Bekkerel nejauši atklājuši dīvainu lieta starojuma urāna sāļu. Izrādījās, ka fotogrāfiskās plate, ievietots kastē ar paraugu, kuru traucēja. Tas ir rezultāts valstīm, kurām ir augsts iekļūst starojumu, kas bija bagātinātu urānu. Šis īpašums ir atrodams smagāko elementu, aizpildot periodisko tabulu. Viņam tika dots nosaukums "radioaktivitātes".

Mēs ieviest īpašības radioaktivitātes

Šis process - spontāna konversija loceklis atoms izotops citā izotopu ar vienlaicīgu attīstību elementāro daļiņu (elektroniem, atomu kodoliem hēlija). Conversion atomi parādījās spontāni, neprasot ārējā enerģijas absorbciju. Galvenais daudzums procesa laikā, kas raksturo enerģijas atbrīvošanu no radioaktīvās sabrukšanas, ko sauc par aktivitāti.

radioaktīvie parauga aktivitāte sauc iespējamais skaits sabrukšanas parauga laika vienībā. Jo SI (System International) mērvienību to sauc bekerels (Bq). Vienā Bekerels pieņēma šādu paraugu darbību, kas notiek vidēji 1 sabrukšanu sekundē.

A = λN, kur λ- samazinājuma konstante, N - vairākas aktīvās atomu paraugā.

Izolēta α, β, gamma-sairst. Atbilstošie vienādojumus sauc kompensēt noteikumus:

nosaukums	Kas notiek	reakcija vienādojumu
α samazinājuma	konversija no atoma kodolā ir X Y kodola atbrīvojot kodola hēlija atoma	X Z → Z-Y 2 A-4 + 4 2 viņš
β - dezintegrācijas	konversija no atoma kodolā ir X Y kodolu ar elektronu atbrīvošanu	Z → Z + X 1 Y A + -1 LV
γ - samazinājuma	nav novērotas izmaiņas kodolā, enerģija, kas izdalās formā elektromagnētiskā viļņa	X Z → Z X A + γ

Laika intervāls radioaktivitātes

No sabrukumu daļiņu brīdis nevar noteikt konkrētajam atomu. Pēc viņa domām, tā ir drīzāk "negadījums", nevis modelis. Isolation of enerģiju, kas raksturo procesu, kas definēts kā aktivitāti parauga.

Tas ir pamanījuši, ka tas mainās laika gaitā. Lai gan atsevišķi elementi uzrāda pārsteidzoši pakāpi noturības radiācijas, ir vielas, kuru aktivitāte samazinās vairākas reizes īsā laika periodā. Amazing šķirnes! Vai ir iespējams atrast modeli šajos procesos?

Ir konstatēts, ka ir laiks, kurā tieši puse no atomiem no parauga veikta bojāšanos. Šis laika intervāls tiek saukta par "pusperiods". Kāda ir nozīme, ieviešot šo koncepciju?

Kas ir pusperiods?

Šķiet, ka uz laiku, kas vienāds ar periodu, tieši puse no aktīvās atomi izlases pārtraukumiem. Bet vai tas nozīmē, ka visiem aktīvajiem atomiem laikā sadalās pilnīgi divās pusperioda? Nepavisam. Pēc noteikta vieta izlasē ir puse no radioaktīvo elementu ar tādu pašu laiku, cik atlicis atomiem sadalās pat pusi, un tā tālāk. Radiācijas saglabājas ilgu laiku, daudz augstāka nekā pusperiodu. Līdz ar to, ka aktīvās atomi paraugā tiek glabāti neatkarīgi no radiācijas

Pusperiods - daudzums, kas atkarīgs tikai no vielas īpašībām. Vērtība tiek noteikta daudziem zināmo radioaktīvo izotopu.

Tabula: "pusperiods samazinājuma konkrētu izotopu"

nosaukums	apzīmējums	no sabrukšanas tips	pusperiods
rādijs	88 Ra 219	alfa	0,001 sekundes
magnijs	12 Mg 27	beta	10 minūtes
radons	86 Rn 222	alfa	3,8 dienas
kobalts	27 Co 60	beta, gamma	5.3 gadi
rādijs	88 Ra 226	alfa, gamma	1620 gadiem
Urāns	92 238 U	alfa, gamma	4,5 miljardus gadu

Noteikšana pusperioda veikta eksperimentāli. Laboratorijas pētījumos veica atkārtoti mērot darbību. Tā kā laboratorijas paraugu minimālais lielums (drošības pētnieks ir galvenais), eksperiments tiek veikts ar dažādiem intervāliem, atkārto vairākas reizes. Tā ir balstīta uz pareizību izmaiņu pārstāvjus darbību.

Lai noteiktu pussabrukšanas mēra aktivitāte izlasē, noteiktos laika intervālos. Ņemot vērā, ka parametrs attiecas uz daudzumu izjuka atomiem no radioaktīvās sabrukšanas likumu, nosakot pussabrukšanas periodu.

PIEMĒRS definīcijas izotopa

Ļaujiet skaits aktīvo elementu izotopu pie konkrētā brīdī ir vienāds ar N, laika intervāls, kas novērošanas laikā ir t ₂ - t _1, kur sākums un beigas ir pietiekami cieša novērošana. Pieņemsim, ka n - atomu skaits izšķīdināt noteiktā laika intervālā, tad n = KN (t ₂ - t _1).

Šajā izpausmes, K = 0.693 / T ½ - proporcionalitātes koeficients, ko sauc par samazinājuma konstante. T ½ - pussabrukšanas izotopa.

Par tādu laikspraugā vienībā. Tādējādi K = n / N norāda daļu izotopu kodolu klāt sairst laika vienībā.

Zinot vērtību samazinājuma konstante var noteikt un pussabrukšanas sabrukšanas: ½ = 0,693 / K.

No tā izriet, ka par laika vienība nav pārtraukumi noteiktu skaitu aktīvo atomu, un noteiktu daļu.

Likums radioaktīvās sabrukšanas (SPP)

Half-life ir pamats spp. Pattern iegūti Frederick Soddy un Ernest Rutherford, pamatojoties uz eksperimenta rezultātiem 1903. gadā. Tas ir pārsteidzoši, ka vairāki mērījumi veikti ar instrumentiem, kas ir tālu no ideāla ziņā ir agrīnā divdesmitajā gadsimtā, radīja precīzu un derīgu rezultātu. Viņš kļuva par pamatu teorijas radioaktivitātes. Mēs iegūtu matemātiska ierakstu par radioaktīvās sabrukšanas likumu.

- Let N ₀ - skaita aktīvo atomiem aktīvā laika. Pēc laika intervāla t būs nondecomposed N elementi.

- Laikā, kas vienāds ar pusperioda paliek tieši puse no aktīvajiem elementiem: N = _0/2.

- Pēc vēl uz vienu pusi no parauga, ir: N = N _0/4 = N _0/2 ² aktīvās atomi.

- Pēc kāda laika, kas vienāds ar papildu pusperiodu, parauga saglabās tikai: N = _0/8 = N _0/2 ^3.

- Laikā, kad apkalpošanas n pussabrukšanas periodi, paraugā paliks ₀ N = / 2 ⁿ aktīvo daļiņu. Šajā izteiksmes n = t / T ½: attiecība Zondes pusperiodu.

- ir SPP nedaudz atšķirīgu matemātisko izteiksmi, kas ir ērtāks uzdevumiem: N = N ₀ 2 ^{- t / _{T ½.}}

Modelis ļauj noteikt, papildus pusperiodu skaits aktīvo izotopu atomiem nondecomposed konkrētā brīdī. Zinot atomu skaitu no parauga sākumā novērošanu, pēc kāda laika, jūs varat noteikt kalpošanas narkotiku.

Noteikt pusperiods radioaktīvās sabrukšanas tiesību formulas tas palīdz tikai tad, ja noteiktiem parametriem: skaitu aktīvo izotopu izlasē, tas ir grūti atrast pietiekami.

Sekas likuma

Ieraksts spp formula var, izmantojot jēdzienu masu darbības un sagatavošanas atomiem.

Aktivitāte ir proporcionāls skaits radioaktīvo atomu: A = ₀ • ^{2-t / T.} Šajā formulā A ₀ - paraugs aktivitāte nulles laikā, A - aktivitāte pēc t sekundēm, t - pusperiodu.

Svars vielas var izmantot modelī: m = m ₀ • ^{2-t / T}

Par jebkuru regulāri pārtraukumi pilnīgi to pašu proporciju radioaktīvo atomu pieejami šajā sagatavošanā.

Ierobežojumi piemērojamības likuma

Likums visos aspektos ir statistiskais, nosakot procesus mikrokosms. Tiek saprasts, ka pusperiods radioaktīvo elementu - statistika. Varbūtības raksturs notikumiem atomu kodoliem liecina, ka patvaļīga kodols var sabrukt jebkurā brīdī. Paredzēt notikums ir iespējams, mēs varam noteikt tikai tās uzticamību brīdī. Tā rezultātā pusperiods nav jēgas:

• konkrētam atomu;
• minimālais paraugu masas.

Kalpošanas laiks atomu

No atoma tā sākotnējā stāvokļa esamību var ilgt vienu sekundi, un, iespējams, miljoniem gadu. Runāt par to, kad daļiņu dzīves arī nav nepieciešama. Ievadot summu, kas vienāda ar vidējo vērtību dzīves atomi, jūs varat runāt par to, ka pastāv atomiem radioaktīvo izotopu, ietekmi radioaktīvās sabrukšanas. Pusperiods atoma kodolā atkarīgs īpašībām atoma, un nav atkarīgs no citiem daudzumiem.

Vai ir iespējams, lai atrisinātu problēmu: Kā atrast pusperiods, zinot vidējo ilgumu?

Lai noteiktu pussabrukšanas komunikācijas formulu vidējo dzīves atoma un norimšanas pastāvīgu palīdzību, ne mazāk.

_{τ = T 1/2 / LN2 = T} 1/2 / 0693 = 1 / λ.

Šajā ierakstā, tau - vidējais kalpošanas, koeficientu l - samazinājuma konstante.

Izmantojot pusperiods

Pieteikums spp lai noteiktu vecumu atsevišķo paraugu, ir plaši izplatīta pētniecībā vēlu divdesmitā gadsimta. Ar precizitāti noteikt vecumu fosilās artefaktu ir tik palielināts, kas var sniegt ieskatu dzīves laikā tūkstotī pirms mūsu ēras.

Radiocarbon fosilo organisko paraugi, pamatojoties uz izmaiņām oglekļa-14 aktivitātes (radioaktīvā oglekļa) šajā visos organismos. Tas attiecas uz dzīvo organismā vielmaiņu un tajā ir iekļauts konkrētā koncentrācijā. Pēc nāves metabolismu ar vidi pārtrauc. Radioaktīvā oglekļa koncentrācija ir saistīts ar dabas samazinājuma, aktivitāte samazinās proporcionāli.

Ar šādām vērtībām, pusperiodu, formula ar likumu radioaktīvās sabrukšanas palīdz noteikt laiku izbeigšanu dzīves organisma.

Chain radioaktīvu pārvērtības

Radioaktivitātes pētījumi tika veikti laboratorijas apstākļos. Amazing spēju radioaktīvo elementu paliek aktīva stundas, dienas vai pat gadiem nevar būt kā pārsteigums sākumā divdesmitā gadsimta fiziķi. Pētījumi, piemēram, torija, kam seko negaidītu rezultātu: slēgtā ampulas savu darbību, bija nozīmīgs. Pie mazākās dvesma tā samazinājās. Secinājums bija vienkāršs: pārvēršana torija kopā ar atbrīvošanu radona (gāze). Visi elementi radioaktivitātes pārveidots pilnīgi atšķirīga viela, un atšķiras ar to, fizikālās un ķīmiskās īpašības. Šī viela, savukārt, ir arī nestabila. Tagad ir zināms, trīs rindas līdzīgas pārmaiņas.

Zināšanas par šīs pārmaiņas ir ļoti svarīga, lai noteiktu laiku nepieejamības jomās piesārņoto procesā atomu un kodolenerģijas pētniecību, vai katastrofas. Pusperiods plutonija - atkarībā no tā izotopiem - robežās no 86 s (PU 238) līdz 80 Ma (Pu 244). Katras izotopa koncentrācija dod priekšstatu par periodu sanācijas jomā.

Dārgākā metāla

Ir zināms, ka mūsdienās ir daudz dārgāks metāls nekā zelta, sudraba un platīna. Tie ietver plutoniju. Interesanti, dabā izveidots evolūcijā plutonija nav atrasts. Lielākā daļa elementu ir iegūti laboratorijas apstākļos. Darbība plutonija-239 kodolreaktoros ļāva viņam kļūt ļoti populāri šīs dienas. Iegūšana pietiekams izmantošanai reaktoru summu izotopa padara to praktiski nenovērtējams.

Plutonijs-239 tiek iegūts in vivo, kā rezultātā ķēdes reakciju urānā-239 neptūnijs-239 (pussabrukšanas periods - 56 stundas). Līdzīgi ķēde ļauj uzkrāt plutoniju kodolreaktoros. Rašanās nepieciešamā skaita līmenis pārsniedz dabisko miljardiem reižu.

Pieteikums in Energy

Ir daudz runāt par trūkumiem kodolenerģijas un "strangeness" cilvēces, ka gandrīz jebkurš atvēršana tiek izmantota, lai nogalinātu savu veida. Atklāšana plutonija-239, kas spēj piedalīties kodolenerģijas ķēdes reakciju, ir atļauts izmantot kā mierīga enerģijas avotu. Urāna-235 ir analogs plutonija atrasts pasaulē ir ļoti reti, izvēlieties to no urāna rūdas , ir daudz grūtāk nekā iegūt plutoniju.

Vecums Zemes

Radioizotopu analīze izotopu radioaktīvo elementu sniedz precīzāku priekšstatu par dzīves konkrēta parauga.

Izmantojot transformācijas ķēdē "urāna - torijs", ietverta zemes garozā, ļauj noteikt vecumu mūsu planētas. Šo elementu vidējais visā garozas procents pamatā šo metodi. Saskaņā ar jaunākajiem datiem, vecums Zemes ir 4,6 miljardus gadu vecs.