Formaasje, Wittenskip
De ferfaltiid fan radioaktive eleminten - wat is it en hoe te bepalen it? Formule half-libben
De skiednis fan 'e stúdzje fan' radioactiviteit begûn 1 maart 1896, doe't de ferneamde Frânske wittenskipper Anri Bekkerel tafallich ûntdutsen in frjemd ding yn de strieling fan uranium sâlten. It die bliken dat in fotografysk plaat, pleatst yn in doaze mei in stekproef marred. It is de útkomst fan de lannen besitten hege trochkringend strieling, dat hie ferrike uranium. Dit pân is fûn yn de swierste eleminten, it ynfoljen fan de periodyk tafel. Hy krige de namme "radioactiviteit".
Wy yntrodusearje de skaaimerken fan radioactiviteit
Dit proses - spontane conversion lid atom isotoop yn in oare isotoop mei simultane evolúsje fan de elemintêre dieltsjes (elektroanen, atomic kearnen fan helium). Konverzje atomen ferskynde spontaan, sûnder eksterne enerzjy absorption. De wichtichste kwantiteit characterizing de enerzjy-útjefte ûnder it proses fan radioaktyf ferfal, neamd aktiviteit.
A = λN, wêrby't λ- ferfal konstant, N - oantal aktive atomen yn de stekproef.
Isolated α, β, γ-ferfalt. De byhearrende fergelikingen wurde neamd kompensearre regels:
namme | Wat bart der | reaksje fergeliking |
α kearnkrêft | konverzje fan de atoomkearn yn de X Y kearn útbringen kearn fan in helium atom | X Z A → Z-Y 2 A-4 + 4 2 Hy |
β - útinoarfallen | konverzje fan de atoomkearn yn de X Y kearn mei it elektron release | Z A → Z + X 1 Y A + -1 E A |
γ - kearnkrêft | net beselskippe troch feroarings yn de kearn, de enerzjy útbrocht yn de foarm fan in elektromagnetyske wave | X Z A → Z X A + γ |
De tiid ynterval yn radioactiviteit
It momint fan it ynstoarten fan de dieltsjes kinne net ynsteld foar it bepaalde atoom. Foar him, it is mear in "ûngemak" yn stee fan in patroan. Isolation fan enerzjy dy't karakterisearret it proses, definearre as de aktiviteit fan de stekproef.
It is fêststeld dat der in tiid ûnder dêr't krekt de helte fan de atomen fan it eksimplaar ûndergiet ferfal. Diskear tuskenskoft hjit "heal-libben". Wat is de betsjutting fan de ynfiering fan dit konsept?
Wat is it heale libben?
It docht bliken dat foar in tiid gelyk oan de perioade, krekt de helte fan 'e aktive atomen oanwêzich sample pauzes. Mar hat dat betsjutte dat yn alle aktive atomen disintegrate hielendal yn twa heal-libbens? Hielendal net. Nei in bepaald punt yn de stekproef is de helte fan 'e radioaktive eleminten troch itselde bedrach fan tiid oerbleaun atomen decomposes sels de helte, ensafuorthinne. De strieling blijft voor een lange tiid, folle heger as it heal-libben. Dêrfandinne, de aktive atomen yn de stekproef binne opslein ûnôfhinklik fan de strieling
De heal-libben - in kwantiteit dat hinget allinne op 'e eigenskippen fan' e stof. De wearde wurdt definiearre foar in protte bekend radioaktive isotopen.
Tabel: "De half-life rotsjen fan bepaalde isotopen"
| namme | oantsjutting | soarte fan ferfal | Half-Life |
Radium | 88 Ra 219 | alfa | 0.001 sekonden |
magnesium | 12 Mg 27 | beta | 10 minuten |
radon | 86 Rn 222 | alfa | 3.8 dagen |
kobalt | 27 Co 60 | bèta, gamma | 5.3 jier |
Radium | 88 Ra 226 | alpha, gamma | 1620 jier |
Uranus | 92 238 U | alpha, gamma | 4.5 miljard jier |
Fêststellen fan heal-libben útfierd bearjendewei. Yn laboratoarium stúdzjes útfierd kearen it mjitten fan 'e aktiviteit. Sûnt laboratoarium gebrûk fan minimum grutte (feiligens ûndersiker is boppe alles), it eksperimint wurdt útfierd mei ferskate ynterfallen, werhelle protte kearen. It is basearre op de regelmjittigens fan feroaring aginten aktiviteit.
Om te bepalen 'e heale libben is mjitten aktiviteit fan de stekproef op spesifike tiid tiidsynterfallen. Jûn dat de parameter ferbân mei de kwantiteit fan disintegrated atomen út de radioaktive ferfal wet, it fêststellen fan 'e heal-libben.
Bygelyks definysjes foar de isotoop
Lit it oantal aktive eleminten fan it isotoop op in opjûne tiid is gelyk oan N, de tiid ynterfal ûnder hokker observaasje is t 2 - t 1 dêr't it begjin en de ein binne foldwaande slute observaasje. Der fan út dat n - tal atomen disintegrated yn in beskate tiid ynterval, dan n = KN (t 2 - t 1).
Yn dizze útdrukking, K = 0.693 / T½ - evenredichheid faktor, neamd ferfal konstante. T½ - de heale-libben fan de isotoop.
Oannimme foar de tiid slot ienheid. Sa K = n / N jout de fraksje fan isotoop kearnen oanwêzich disintegrating per ienheid tiid.
Kennen de wearde fan 'e ferfal konstante kin wurde fêststeld en de heale libben fan ferfal: T½ = 0.693 / K.
It folget dat per tiid unit gjin brekt in bepaald oantal aktive atomen, en in bepaalde ferhâlding.
De wet fan radioaktive ferfal (spp)
Half-libben is de basis spp. Pattern ôflaat Frederick Soddy en Ernest Rutherford op basis fan eksperimintele resultaten yn 1903. It is nuver dat meardere mjittingen makke mei ynstruminten dy't fier fan folslein yn termen fan 'e iere tweintichste ieu, late ta in accurate en jildige resultaten. Hy waard de basis fan 'e teory fan' radioactiviteit. Wy ûntliene in wiskundige yntocht fan radioaktyf ferfal wet.
- Lit N 0 - oantal aktive atomen yn de aktive tiid. Nei de tiid ynterfal t sil nondecomposed N eleminten.
- Op in tiid lyk oan 'e heale libben bliuwe krekt de helte fan' e aktive eleminten: N = N 0/2.
- Nei in fierdere perioade fan ien helte fan de stekproef binne: N = N 0/4 = N 0/2 2 aktive atomen.
- Nei in tiid gelyk oan in fierdere heale libben, de stekproef sil behâlde allinne: N = N 0/8 = N 0/2 März.
- Op in tiid doe't de gasthear n heal-perioades yn de eksimplaar sil bliuwe 0 N = N / 2 n fan de aktive dieltsjes. Yn dizze útdrukking n = t / T½: de ferhâlding fan de sonde oan 'e heale libben.
- hat spp wat oars wiskundige útdrukking dat is mear handiger yn de taken: N = N 0 2 - t / T½.
De patroan makket it mooglik om te bepalen, neist it heale libben, it oantal aktive isotoop atomen nondecomposed op in jûn momint. Kennen fan it tal atomen fan de stekproef oan it begjin fan de konstatearring, nei in skoft, kinne jo bepale it libben fan de drug.
Bepale de heale-libben fan radioaktive ferfal wet formule it helpt allinnich as bepaalde parameters: it oantal aktive isotopen yn de stekproef, is it dreech te finen genôch.
Gefolgen fan de wet
Record spp formule kin, mei help fan it begryp fan de massa aktiviteit en tarieding atomen.
Aktiviteit is evenredich mei it oantal radioaktive atomen: A = A 0 • 2 -t / T. Yn dizze formule, A 0 - sample aktiviteit op nul tiid, A - aktiviteit nei t sekonden, T - heal-libben.
Gewicht fan de stof kin brûkt wurde yn it patroan: m = m 0 • 2 -t / T
Foar eltse geregelde tuskenskoften brekt perfoarst deselde ferhâlding fan it radioaktive atomen beskikber yn dizze tarieding.
De grinzen fan tapaslikens fan de wet
De wet yn alle opsichten is in statistyske, it definiearjen fan de prosessen yn in Microcosm. It is begrepen dat it heale libben fan radioaktive eleminten - statistic. De probabilistic aard fan 'e foarfallen yn atomic kearnen suggerearret dat it willekeurige kearn kin ynstoarte op elts momint. Foarsizze in evenemint is ûnmooglik, kinne wy allinne bepale syn leauwensweardigens op in tiid. Dêrtroch de heale libben hat gjin sin:
- foar in bepaalde atoom;
- minimum sample massa 's.
It libben fan it atoom
It bestean fan it atoom yn syn oarspronklike steat kin duren foar in twadde, en faaks miljoenen jierren. Praat mei oer de tiid fan de dieltsjes fan it libben is ek net nedich. Troch it ynfieren fan in bedrach gelyk oan de gemiddelde wearde fan it libben fan de atomen, kinne jo prate oer it bestean fan de atomen fan in radioaktive isotoop, de effekten fan radioaktyf ferfal. De ferfaltiid fan de atoomkearn hinget ôf fan de eigenskippen fan it atoom en net ôfhinklik is fan oare hoeveelheden.
Is it mooglik om te lossen it probleem: hoe te finen de heale libben, kennen it gemiddelde lifetime?
Fêst te stellen de heale libben kommunikaasje formule foar it gemiddelde libben fan it atoom en de ferfal konstante help, net minder.
τ = T 1/2 / ln2 = T 1/2 / 0,693 = 1 / λ.
Yn dizze record, τ - de gemiddelde lifetime, λ - it ferfal konstante.
It brûken fan 'e heal-libben
Applikaasje spp foar it fêststellen fan de âldens fan it yndividuele gebrûk wiidferspraat yn it ûndersyk fan 'e lette tweintichste ieu. De krektens fan it fêststellen fan 'e âldens fan fossile keunstfoarwerpen wurdt sa ferhege dat kin ynsjoch jaan yn it libben tiid fan it millennium foar Kristus.
Radiocarbon fossile biologyske gebrûk basearre op de feroaring fan de koalstof-14 aktiviteit (radiocarbon) oanwêzich yn alle organismen. It falt yn in libbene liif yn stofwikseling en wurdt dy't dêryn op in bepaalde konsintraasje. Nei de dea fan metabolisme mei de omjouwing ophâldt. De konsintraasje fan radioaktive koalstof falt fanwege natuerlike ferfal, de aktiviteit nimt ôf nei ferhâlding.
Mei sokke wearden, it heale libben, de formule fan 'e wet fan radioaktyf ferfal helpt te bepalen de tiid fan it beëinigjen fan it libben fan it organisme.
Keatling fan radioaktive transformaasjes
radioactiviteit stúdzjes waarden útfierd yn laboratoarium omstannichheden. Amazing mooglikheid om radioaktive eleminten bliuwe aktyf foar oeren, dagen of sels jierren koe net komme as ferrassing oan it begjin fan de tweintichste ieu natuerkundigen. Stúdzjes, bygelyks, thorium, folge troch in ûnferwacht resultaat: yn in sletten ampoule fan syn aktiviteit wie fan betsjutting. By it minste suchtsje it foel. De konklúzje wie simpel: de bekearing fan thorium beselskippe troch it frijkommen fan radon (gas). Alle eleminten yn de radioactiviteit omfoarme ta in folslein oare stof, en wêrby't it fysike en gemyske eigenskippen. Dy stof, syn bar, is ek ynstabyl. It is no bekend trije rigen lyksoartige transformaasjes.
Kennis fan dy transformaasjes binne ekstreem wichtich by it fêststellen fan de tiid fan inaccessibility gebieten fersmoarge yn it proses fan de atoomkearn en nukleêre ûndersyk, of catastrophes. De ferfaltiid fan plutoanium - ôfhinklik fan syn isotopen - yn it berik fan 86 s (Pu 238) oant 80 Ma (Pu 244). De konsintraasje fan elke isotoop jout in idee oer it tiidrek fan de boaiemsanearring gebiet.
De meast djoere metalen
It is bekend dat yn de moderne tiden is der in folle mear djoere metalen as goud, sulver en platina. Te tinken falt oan it plutoanium. Opfallend, yn 'e natuer ûntstien yn' e ûntjouwing fan it plutoanium wurdt net fûn. De measte eleminten wurde verkregen ûnder laboratoarium betingsten. Eksploitaasje fan plutoanium-239 yn kearnreaktors ynskeakele hat him te wurden tige populêr dizze dagen. It heljen genôch foar gebrûk yn de reaktoaren fan de hichte fan de isotoop makket it praktysk fan ûnskatbere wearde.
Plutoanium-239 is ferkrigen yn vivo as gefolch fan keten reaksjes yn it uranium-239 neptunium-239 (heal-libben - 56 oeren). Similar keatling makket it mooglik om te heapje plutoanium yn kearnreaktors. It taryf fan oerienkomst mei de fereaske oantal it natuerlike miljarden kearen.
Applikaasje yn Energy
Der wurdt in soad praat oer de tekoartkommingen fan de nukleêre krêft en de "frjemdens" fan 'e minske, dat hast eltse iepening wurdt brûkt om te deadzjen harren eigen soarte. Iepening fan plutoanium-239, dat is by steat om te dwaan oan 'e nukleêre keatling reaksje is tastien om te brûken as in freedsume enerzjyboarne. Uranium-235 is in analoog fan it plutoanium fûn yn 'e wrâld is tige seldsum, selektearje it fan it uraniumerts is folle dreger as te krijen plutoanium.
Âldens fan de Ierde
Radioisotope analyze fan isotopen fan radioaktive eleminten jout in krekter idee fan it libben fan in bepaald stekproef.
Mei help fan de transformaasje skeakel "fan uranium - thorium", opnommen yn de ierdkoarste, makket it mooglik om te bepalen yn de leeftiid fan ús planeet. It persintaazje fan dizze eleminten yn trochsneed hiele korst te'n grûnslach dizze metoade. Neffens de nijste gegevens, de leeftyd fan de Ierde is 4.6 miljard jier âld.
Similar articles
Trending Now