Myndun, Vísindi
Helmingunartími geislavirkra frumefna - hvað er það og hvernig á að skilgreina það? Formula helmingunartími
Saga rannsókn á geislavirkni hófst 1. mars 1896, þegar frægur franskur vísindamaður Anri Bekkerel tilviljun uppgötvaði skrýtinn hlutur í geislun úran sölt. Það kom í ljós að ljósmynda disk, sett í kassa við dæmi marred. Það er niðurstaða landa sem hlotið hár rúms geislun, sem hafði auðgað úran. Þessi eign er að finna í þyngstu þætti, klára lotukerfinu. Hann fékk nafnið "geislavirkni".
Við kynna einkenni geislavirkni
Þetta ferli - sjálfsprottin ummyndun meðlimur frumeind samsæta á annan samsætu með samtímis þróunina á grunn agnir (rafeindir, lotukerfinu kjarna helíum). Ummyndun atóm birtist af sjálfu sér, án þess að þurfa utanaðkomandi orku frásog. Helstu magn einkenna orku út á ferli á geislavirkum rotnun, sem heitir virkni.
A = λN, þar sem λ- rotnun stöðug, N - fjöldi virkra atóma í sýninu.
Einangruð α, β, y-sundrast. Samsvarandi jöfnur eru kallaðir vóg reglur:
nafn | Hvað er að gerast | Hvarfið jöfnu |
α rotnun | umbreyting á lotukerfinu kjarna í X Y kjarna sem afhendir fyrir kjarna úr helium atóm | X Z A → Z-Y 2 A-4 + 4 2 Hann |
β - Upplausnin | umbreyting á lotukerfinu kjarna í X Y kjarnanum við rafeinda gefa út | Z A → Z + X 1 Y A + -1 E A |
γ - rotnun | ekki fylgja breytingum á kjarnanum, orku út í formi rafsegulbylgja | X Z A → Z X A + γ |
The tímabil á geislavirkni
Því augnabliki sem fall agnir geta ekki hægt að stilla fyrir tiltekna atóm. Fyrir hann er það frekar "slys" frekar en mynstur. Einangrun af orku sem einkennir ferlið, sem er skilgreint sem starfsemi sýnisins.
Það er komið að það er tími sem einmitt helmingur af atómum fyrirmyndina gangast rotnun. Þetta tímabil er kallað "helmingunartími". Hver er merking tilkomu þessa hugmynd?
Hvað er helmingunartími?
Það virðist sem um tíma sem svarar til tímabils nákvæmlega helmingur virkra atóm staðar hlé sýni. En þýðir þetta að á öllum virkum atóm sundrast algjörlega í tveimur helmingunartíma? Alls ekki. Eftir að ákveðnum stað í sýninu er helmingurinn af þeim geislavirk frumefni af hálfu sama magn af tíma sem eftir er atóma brotnar niður jafnvel helmingur, og svo framvegis. The geislun varir í langan tíma, miklu hærri en helmingunartíma. Þess vegna, geta virku atóm í sýninu eru geymdar óháð öðru frá geislun
Helmingunartími - magn sem fer eingöngu um eiginleika efnisins. Gildið er skilgreindur fyrir mörg þekkt geislavirkum samsætum.
Tafla: "The Helmingunartími hrörnun á tilteknum samsætur"
| nafn | tilnefningu | gerð rotnun | helmingunartími |
radíum | 88 Ra 219 | alfa | 0,001 sekúndur |
magnesíum | 12 Mg 27 | beta | 10 mínútur |
radon | 86 Rn 222 | alfa | 3.8 dagar |
kóbalt | 27 Co 60 | beta, gamma | 5.3 ár |
radíum | 88 Ra 226 | alfa, gamma | 1620 ár |
Úranus | 92 238 U | alfa, gamma | 4,5 milljarða ára |
Ákvörðun helmingunartíma gerðar tilraunum. Í rannsóknum á rannsóknarstofu fram ítrekað að mæla virkni. Þar sem rannsóknarsýni sem lágmarksstærð (öryggi fræðimaður er umfram allt), að tilraunin fer fram með mismunandi millibili, endurtekið mörgum sinnum. Það er byggt á reglubundin breyting lyfja virkni.
Í því skyni að ákvarða helmingunartíma er mælt virkni sýnis á tilteknum tímabilum. Í ljósi þess að stika tengist magni leystist atóm úr geislavirku rotnun lögum, ákvarða helmingunartíma.
DÆMI skilgreiningarnar í samsætuna
Let the fjölda virkra þætti í samsætu á tilteknum tíma er jafn N, tímabilið þar sem athugun er t 2 - T 1 þar sem upphafið og endirinn eru nægilega nálægt athugun. Gerum ráð fyrir að n - fjöldi atóma sundra í hverjum tíma millibili, þá er n = KN (t 2 - T 1).
Í þessari tjáningu, K = 0693 / t½ - Hlutfallið þáttur, sem kallast rotnun stöðug. T½ - helmingunartími samsætunnar.
Gera ráð fyrir tíma rifa einingu. Þannig K = n / N gefur til kynna brot samsæta kjarna til staðar sem sundrast í munni á hverri tímaeiningu.
Vitandi verðmæti decay stöðugu hægt er að sjá og helmingunartíma rotnun: t½ = 0,693 / K.
Það segir að á tímaeiningu sem brýtur ákveðinn fjölda virkra atóma, og ákveðið hlutfall.
Lögin geislavirku sundrunarinnar (spp)
Helmingunartími er grundvöllur spp. Mynstur dregið Frederick Soddy og Ernest Rutherford á grundvelli tilrauna niðurstöðum í 1903. Það kemur á óvart að margar mælingar gerðar með tækjum sem eru langt frá því fullkominn í skilmálar af byrjun tuttugustu aldar, leiddi til nákvæm og gildum niðurstöðum. Hann varð grundvöllur kenningarinnar geislavirkni. Við reikna stærðfræðilega innkomu geislavirkum rotnun lögum.
- Let N 0 - fjölda virkra atóma að í virka tíma. Eftir tidsrommet T mun nondecomposed N þætti.
- Á þeim tíma sem svarar til helmingunartíma áfram nákvæmlega helmingur af virku þáttum: N = N 0/2.
- Eftir frekari tímabil af einn helming af sýninu eru: N = N 0/4 = N 0/2 2 virkir atóm.
- Eftir tíma sem svarar til frekari helmingunartíma, sýnið mun halda aðeins: N = N 0/8 = N 0/2 mars.
- Á þeim tíma þegar gestgjafi n hálf-tímabilum er í sýnishorninu verði áfram 0 N = N / 2 N á virkum ögnum sem eru. Í þessari tjáningu n = t / t½: hlutfallið milli fjölda nemans til hálf-líf.
- hefur spp nokkuð aðra stærðfræðilegu sem er þægilegri í þeim verkefnum sem: n = N 0 2 - T / t½.
Mynstrið leyfir þér að ákvarða, í viðbót við helmingunartíma, fjölda virkra samsæta frumeinda nondecomposed á hverjum tíma. Vitandi fjölda atóma í sýni við upphaf athugun, eftir nokkurn tíma, er hægt að ákvarða líftíma lyfsins.
Ákvarða helmingunartíma geislavirkra rotnun lögum formúlu það hjálpar aðeins ef tilteknar færibreytur: fjöldi virkra samsætum í úrtakinu, það er erfitt að finna nóg.
Afleiðingar lögum
Record spp formúlu má, því að nota hugtakið massa starfsemi og undirbúningur atómum.
Activity er í réttu hlutfalli við fjölda geislavirkum atóm: A = A 0 • 2 '-t / T. Í þessari formúlu, A 0 - sýni virkni viö Tíminn núll, A - virknlna eftir t sekúndur, T - helmingunartíma.
Þyngd efnisins er hægt að nota, að forskrift: m = m 0 • 2 '-t / T
Fyrir hvaða reglulegu millibili brýtur algerlega sama hlutfall af geislavirku atóm boði í þessari framleiðslu.
Marka gildissvið laganna
Lögin í hvívetna er tölfræðileg, skilgreina ferli í smækkaðri. Það er litið svo á að um helmingunartíma geislavirkra frumefna - tölfræði. The probabilistic eðli atburðum í lotukerfinu kjarna bendir til þess að handahófskennt kjarninn geta hrunið hvenær sem er. Spáðu atburður er ómögulegt, getum við aðeins að ákvarða trúverðugleika sinn á sama tíma. Þess vegna er helmingunartími ekki skynsamleg:
- fyrir tiltekna atómi;
- Lágmarksfjöldi sýna massar.
Líftími atóm
Tilvist atóm í upprunalegu ástandi getur varað í annað, og kannski milljónir ára. Tala um tíma ögnum af lífinu er heldur ekki nauðsynlegt. Með því að slá inn fjárhæð sem svarar til meðalgildi líftíma atómin, getur þú talað um tilvist atóm geislavirkum samsætum, áhrif geislavirkum rotnun. Helmingunartími brotthvarfs lotukerfinu kjarna fer eftir eiginleikum atóm og ekki treysta á aðra magni.
Er hægt að leysa vandamálið: hvernig á að finna helmingunartíma, vitandi að meðaltali líftíma?
Til að ákvarða að helmingunartími samskipti formúlu, til meðaltals líftíma atómi og rotnun stöðug hjálp, ekkert minna.
τ = T 1/2 / LN2 = T 2/1 / 0693 = 1 / λ.
Í þessari færslu, τ - meðaltal ævi, k - rotnun fasti.
Notkun helmingunartíma
Umsókn spp til að ákvarða aldur einstakra sýni er útbreidd í rannsóknum lok tuttugustu aldar. Nákvæmni ákvarða aldur steingervinga artifacts er svo aukinn sem geta veitt innsýn inn í líf tíma Millennium BC.
Radiocarbon fossil lífræn sýni með tilliti til breytingar á kolefnis-14-virknina (radiocarbon) staðar í öllum lífverum. Hún fellur í lifandi líkama á efnaskipti og sem þar á tilteknu styrk. Eftir dauða umbrot við umhverfið hættir. Styrkur geislavirkra kolefni lækkar vegna náttúrulega rotnun, virkni minnkar hlutfallslega.
Með slíkum gildum, helmingunartíma, uppskrift af lögmáli geislavirkum rotnun hjálpar til við að ákvarða tíma uppsögn lífi lífverunnar.
Keðja geislavirkra umbreytingu
Rannsóknir geislavirkni voru gerðar sérstakar aðstæður. Amazing getu til geislavirkra frumefna eru virk í klukkustundum, dögum eða jafnvel ár gat ekki komið á óvart í upphafi tuttugustu eðlisfræðinga öld. Rannsóknir, til dæmis, þórín, eftir óvæntan vegna: í lokuðum lykju starfsemi þess var marktækur. Á að hirða whiff af henni féll. Niðurstaðan var einfalt: að umbreyting á þóríum fylgja með losun á Radon (gas). Allir þættir í geislavirkni umbreytt í a fullkomlega ólíkur efnis, og þar sem eðlis- og efnafræðilega eiginleika. Þetta efni, aftur á móti, er einnig óstöðug. Það er nú vitað þrjár raðir af svipuðum umbreytingar.
Þekking þessara umbreytingar eru afar mikilvæg í að ákvarða tíma inaccessibility svæði menguðum í því ferli lotukerfinu og kjarnorku rannsóknir, eða álíka. Helmingunartími plútoni - allt eftir samsætum sínum - á bilinu fiá 86 S (PU 238) f 80 Ma (Pu 244). Styrkur hvers samsætu gefur hugmynd um tímabilið afmengun svæði.
Dýrasta málmur
Það er vitað að í nútímanum er miklu dýrari málmur en gull, silfur og platínu. Þessir fela í sér plutonium. Athyglisvert er að í náttúrunni búið í þróun á plútoni fannst ekki. Flestir þættir eru fengnar við aðstæður á rannsóknarstofu. Rekstur plútoni-239 í kjarnakljúfum hefur gert hann að verða mjög vinsæll þessa dagana. Fá nóg til notkunar í kjarnaofnum af the magn af samsætu gerir það nánast ómetanlegt.
Plúton-239 fæst in vivo sem afleiðing af keðja viðbragða í úran-239 Neptunium-239 (helmingunartími - 56 stundir). Líkur keðja gerir að safna plúton í kjarnakljúfum. Tíðni á sem krafist er tala er hærri en náttúrulega milljarða skipta.
Umsókn í Energy
Það er mikið talað um galla kjarnorku og "óvenjulega" mannkyns sem nánast allir opnun er notað til að drepa eigin tegund þeirra. Opnun plutonium-239, sem er fær um að taka þátt í kjarnorku keðjuverkun er leyft að nota það sem friðsælu orkugjafa. Úran-235 er hliðstæða plutonium finnast í heiminum er afar sjaldgæft, að velja það úr úran málmgrýti er miklu erfiðara en að fá plúton.
Aldur jarðar
Radioisotope greining samsætum geislavirkra frumefna gefur nákvæmari hugmynd um líftíma tiltekinni sýni.
Notkun umbreytingu keðju "úran - þórín", sem er í jarðskorpunni, sem gerir það mögulegt að ákvarða aldur plánetunni okkar. Hlutfall þessara þátta í að meðaltali í öllu skorpu liggur þessa aðferð. Samkvæmt nýjustu gögnum, aldur jarðar er 4,6 milljarða ára gömul.
Similar articles
Trending Now