Радиоактивті элементтердің жартылай ыдырау мерзімі - бұл не және оны қалай анықтауға болады? Формула жарты-өмір

атақты француз ғалымы кезде радиоактивтіліктің зерттеу тарихы, 1 наурыз, 1896 бастады Анри Bekkerel кездейсоқ уран тұздарының сәуле оғаш нәрсе тауып. Ол қиындатты үлгідегі бар қорапта орналастырылған фотографиялық пластиналар, шықты. Ол уран, байытылған еді жоғары еніп сәуле, бар елдердің нәтижесі болып табылады. Бұл сипат мерзімді үстел аяқтап, ауыр элементтер кездеседі. Ол аты «радиоактивтіліктің» берілді.

Біз радиоактивтіліктің сипаттамаларын енгізу

Бұл процесс - элементар бөлшектер (электрондар, гелий атом ядроларының) бір мезгілде эволюция бар түрлі изотопы риясыз конверсиялық мүше атом изотоптарды. Айырбастау атомдары сыртқы энергетикалық сіңуін талап етпей, кенеттен пайда болды. процесі кезінде энерговыделения сипаттайтын негізгі саны радиоактивті ыдырауы, қызметі деп аталады.

радиоактивті үлгісі қызметі уақыт бірлігінде үлгідегі ыдырауы ықтимал санын атады. Жылы SI (System өлшеудің халықаралық) бірлігіне ол Беккерель (Бк) деп аталады. бірінде Беккерель секундына орташа 1 ыдырағаннан орын осындай үлгі қызметін қабылдады.

A = λN, онда көрсетілген λ- ыдырауы тұрақты, N - үлгідегі белсенді атомдар саны.

Оқшаулап α, β, γ-ыдырауы. тиісті теңдеулер офсеттік ережелер деп аталады:

ат	Не болып жатыр	реакция теңдеуі
α ыдырау	гелий атом X Y ядросы босату ядрода атом ядросының конверсиялық	X Z A → Z-Y 2 А-4 + 4 2 Ол
β - ыдырауы	электронды шығарумен X Y ядро атом ядросының конверсиялық	Z A → Z + X 1 Y A + -1 е А
γ - ыдырауы	ядросында өзгерістер сүйемелдеуімен емес, энергетикалық электромагниттік толқындар түрінде шығарды	X Z А → X A + γ

радиоактивтіліктің уақыт аралығы

бөлшектердің ыдырағаннан сәт Атап атомы үшін орнату мүмкін емес. Ол үшін, ол тезірек «апат» емес, үлгі болып табылады. үлгідегі қызмет ретінде анықталады процесін сипаттайды энергиясын оқшаулау.

Ол ол уақыт өзгереді байқадым отыр. жеке элементтері сәулелену тұрақтылық таң дәрежесін көрсетеді, ал оның қызметі қысқа уақыт кезеңінде бірнеше рет азайтады заттар бар. Amazing эстрадалық! бұл процестерде үлгісін табуға болады?

Ол ыдырағаннан өтіп үлгінің атомдарының тең жартысы уақыт бар екені анықталды. Бұл уақыт аралығы «жарты-өмір» деп аталады. Осы тұжырымдамасын енгізудің мәні неде?

жартылай ыдырау мерзімі дегеніміз не?

Ол белсенді атомдарының осы үлгідегі үзілістер дәл жартысы, кезең тең уақыт пайда болады. Бірақ бұл барлық белсенді атомдарының кезінде екі жарым-өміріне толық ыдырай дегенді білдіре ме? Мүлде жоқ. үлгідегі белгілі бір нүктеден кейін атомдары қалған уақыт бірдей мөлшерде радиоактивті элементтер жартысы сондықтан тіпті жартысын ыдырайтын, және болып табылады. радиациялық жарты өмір әлдеқайда жоғары, ұзақ уақыт бойы сақталады. Демек, үлгідегі белсенді атомдары сәуле қарамастан сақталады

жартылай ыдырау мерзімі - тек заттың қасиеттеріне байланысты саны. мән көптеген белгілі радиоактивті изотоптар үшін анықталады.

Кесте: «белгілі бір изотоптардың жартылай ыдырау мерзімі ыдырауы»

ат	белгілеу	ыдырау түрі	Жартылай ыдырау мерзімі
радий	88 Ra 219	альфа	0,001 секунд
магний	12 мг 27	бета	10 минут
радонның	86 Rn 222	альфа	3.8 күн
кобальт	27 Co 60	бета, гамма	5.3 жыл
радий	88 Ra 226	альфа, гамма	1620 жыл
Уран	92 238 U	альфа, гамма	4,5 миллиард жыл

жарты өмірінің анықтау эксперименттік орындады. зертханалық зерттеулерде белсенділігін өлшеу бірнеше рет жүргізіледі. ең төменгі мөлшерін зертханалық үлгілері (қауіпсіздік зерттеуші барлық жоғары), эксперимент түрлі аралығы жүзеге асырылады болғандықтан, бірнеше рет қайталанады. Бұл өзгеріс агенттер қызметінің тұрақты негізделген.

жарты өмірін анықтау мақсатында нақты уақыт аралығы үлгідегі қызметін өлшенеді. параметр жарты өмірін анықтау, радиоактивті ыдырауы заңнан, ыдыраған атомдар санына байланысты екенін ескере отырып.

изотопының үшін МЫСАЛ анықтамалар

басталу және аяқталу жеткілікті жақын байқау болып табылады Т ₁ - берілген уақытта изотоптың белсенді элементтер саны N, Т ₂ болып табылатын байқау барысында уақыт аралығы тең болсын. деп санауға п - атомдар саны N, содан кейін берілген уақыт аралығында құлдырап = кН (Т ₂ - Т _1).

Бұл мәнде, K = 0.693 / T½ - ыдырау тұрақтысы деп аталатын пропорционалдық коэффициенті. T½ - изотоптың жартылай ыдырау мерзімі.

уақытша интервал бірлік үшін делік. Осылайша K = N / N уақыт бірлігінде изотоптарды ядролардың осы Ыдырай фракциясын көрсетеді.

T½ = 0.693 / К.: анықталуы мүмкін ыдырау константасы мәні мен ыдырауы жарты өмірін біле

Ол уақыт бірлігі жоқ белсенді атомдарының белгілі бір санын, және белгілі бір үлесін бұзады деп мынадай.

радиоактивті ыдырауы құқық (SPP)

Half-өмір негізі тұқымды болып табылады. Pattern 1903 жылы эксперименттік нәтижелері негізінде Фредерик Soddy және Эрнест Резерфорд алынған. Ол ХХ ғасырдың тұрғысынан алыс жақсарту болып табылады құралдарымен жасалған бірнеше өлшеу, дәл және жарамды нәтижелерге әкелді, бұл таң қаларлық. Ол радиоактивтіліктің теориясының негізі болды. Біз радиоактивті ыдырауы заң математикалық жазбаны алуға.

- N ₀ болсын - белсенді уақыт белсенді атомдар саны. уақыт өткеннен кейін аралығы т N элементтерін nondecomposed болады.

- жартылай өмірге тең уақытта дәл белсенді элементтердің жартысы қалады: N = N _0/2.

- үлгідегі бір жартысында одан әрі кезеңінен кейін болып табылады: N = N _0/4 = N _0/2 ² белсенді атомдары.

- одан әрі жарты өмірге тең уақыт өткеннен кейін, үлгі ғана сақтап қалады: N = N _0/8 = N ^_0/2 наурыз.

- бір уақытта кезде үлгідегі хост N жарты кезеңдер белсенді бөлшектердің ₀ N = N / 2 ^N қалады. Бұл мәнде N = T / T½: жарты өмірге зонд қатынасы.

^{т / _T½ -} N = N ₀ 2: - міндеттерді неғұрлым ыңғайлы SPP бірнеше әр түрлі математикалық өрнек _^бар.

үлгі анықтауға мүмкіндік береді, жарты-өмірге қосымша, белсенді изотоптарды атомдарының саны берілген уақытта nondecomposed. бақылау басында үлгідегі атомдарының санын біле отырып, біраз уақыт өткен соң, сіз препараттың мерзімін анықтауға болады.

үлгідегі белсенді изотоптар саны, ол жеткілікті табу қиын: ол тек қана белгілі бір параметрлер, егер көмектеседі радиоактивті ыдырауы құқық формула жарты өмірін анықтаңыз.

заң салдары

Record SPP формуласы бұқаралық қызметінің тұжырымдамасын және дайындау атомы пайдалана аласыз.

Қызмет радиоактивті атомдар санына пропорционал: A = A ₀ • 2 ^{-t / Т.} T секундтан кейін қызметі, T - - жарты өмір нөлдік уақыт, А кезінде үлгісі қызмет - бұл формула, А _0.

заттың салмағы үлгі пайдалануға болады: м = м ₀ • 2 ^{-t / T}

Кез келген тұрақты аралықтарда үшін мүлдем осы дайындау қолжетімді радиоактивті атомдар бірдей үлесін бұзады.

құқық қолдану шектері

барлық жағынан заң микромира процестерді анықтайтын, статистикалық болып табылады. статистикалық - Ол радиоактивті элементтердің жартылай өмір деп түсiнiледi. атом ядроларының оқиғалар ықтималдық сипаты ерікті негізгі кез келген уақытта тасалай аласыз деп болжайды. оқиға мүмкін емес, біз бір уақытта тек өз беделін анықтауға болады деп болжап отыр. Нәтижесінде, жарты-өмір мағынасы жоқ:

• нақты атомның үшін;
• ең төменгі үлгісі массасы.

атомның өмір бойы

өзінің бастапқы күйде атомның болуы секунд созылады, және, бәлкім, миллион жыл мүмкін. өмір бөлшектердің уақыты туралы Talk, сондай-ақ қажет емес. атомдар өмір орташа құнына тең соманы енгізу арқылы, сіз, радиоактивті изотоптың атомдар болуы туралы радиоактивті ыдырау салдарын айтуға болады. Атом ядросының жартылай ыдырау мерзімі атом қасиеттеріне байланысты және өзге мөлшерде байланысты емес.

бұл мәселені шешуге болады: орташа өмір бойы білмей, жарты өмірін қалай табуға?

кем емес, атомның орташа өмір және тұрақты ыдырағаннан көмегі үшін жарты өмір байланыс формуласын анықтау үшін.

_{τ = T 1/2 / ln2 = T} 1/2 / 0,693 = 1 / λ.

орташа өмір, X - - ыдырау тұрақтысы осы жазба, Т.

жарты өмірін пайдалану

жеке үлгілерін жасын анықтау үшін қолдану SPP ХХ ғасырдың аяғында зерттеу кең тараған. дәлдігі жасын анықтау қазба артефактілер сондықтан мыңжылдықтың өмірі уақыт ұғынуға септігін тигізеді деп артты.

Радиоуглеродный барлық организмдер қазіргі көміртек-14 қызмет (радиоуглеродные) өзгерту негізделген қазба органикалық үлгілері. Ол зат алмасу кезінде тірі дене түсіп және нақты концентрациясы онда қамтылған. қоршаған ортамен зат алмасу қайтыс болғаннан кейін тоқтатылады. радиоактивті көміртектің концентрациясы табиғи ыдырауы салдарынан құлайды, белсенділігі бара төмендейді.

Мұндай құндылықтарды, жарты-өмірімен, радиоактивті ыдырау заңы формуласы ағзаның өмір тоқтату уақытын анықтау үшін көмектеседі.

радиоактивті өзгерістердің Chain

Радиоактивтілік зерттеулер зертханалық жағдайда жүргізілді. тіпті сағат, күн немесе жыл ХХ ғасырдың физиктер басында күтпеген келе алмады үшін радиоактивті элементтер үшін Amazing қабілеті белсенді болып қалады. Зерттеулер, мысалы, күтпеген нәтиже кейін торий,: оның қызметінің жабық ампулада айтарлықтай болды. оның ланып дуновением кезде төмендеді. қорытынды қарапайым болды: тория конверсиялық радонның шығару (газ) сүйемелдеуімен. радиоактивтіліктің Барлық элементтер мүлдем басқа зат айналады, оның үстіне физикалық және химиялық қасиеттері. Бұл зат, өз кезегінде, сондай-ақ тұрақсыз болып табылады. Ол қазір ұқсас өзгерістердің үш жолдарды белгілі.

Осы өзгерістердің білім жетімсіздігі атом және ядролық зерттеулер процесінде ластанған аудандарда, немесе апаттар уақытын анықтау өте маңызды болып табылады. плутоний жартылай ыдырау мерзімі - оның изотоптар қарай - 86 с (Pu 238) 80 мА (Pu 244) ауқымында. әрбір изотоптың шоғырлануын зарарсыздандыру ауданының кезең туралы түсінік береді.

ең қымбат металл

Ол қазіргі уақытта алтын, күміс және платина қарағанда әлдеқайда қымбат металл бар екенін белгілі. Бұл плутоний қамтиды. Бір қызығы, плутоний эволюция құрылған табиғатта табылған жоқ. Ең элементтері зертханалық жағдайында алынды. ядролық реакторларда плутоний-239 операциясы бұл күндері өте танымал болды, оған мүмкіндік берді. изотоптың сомасының реакторларда пайдалану үшін жеткілікті алу ол іс жүзінде өлшеусіз етеді.

Плутоний-239 уран-239 Neptunium-239 (- 56 сағат жарым-өмір) тізбекті реакциялардың нәтижесінде жағдайында табиғи алынған. Ұқсас тізбекті ядролық реакторларда плутонийді жинақтауға мүмкіндік береді. қажетті санының пайда деңгейі рет табиғи миллиардтаған асады.

Энергетика қолдану

кез келген дерлік ашылуы өз түрін өлтіруді үшін пайдаланылады атом энергетикасы мен адамзаттың «странности» кемшіліктер туралы көп айтылады. плутоний-239 ядролық тізбекті реакция қатысуға қабілетті ашылуы бейбіт энергия көзі ретінде оны пайдалануға рұқсат етіледі. Уран-235 әлемде табылған плутоний аналогы болып табылады өте сирек кездеседі, оны таңдаңыз уран кенін әлдеқайда қиын плутоний алуға қарағанда.

Жердің жасы

радиоактивті элементтердің изотоптар радиоизотопты талдау нақты үлгідегі өмір неғұрлым дәл түсінік береді.

«Уран - торий» трансформация тізбек пайдалану, жер қыртысының қамтылған, біздің планетаның жасын анықтауға мүмкіндік береді. жер қыртысының бүкіл орта есеппен осы элементтердің пайыздық осы әдісті негізінде жатыр. Соңғы деректерге сәйкес, Жердің жасы 4,6 миллиард жыл.