Ang katunga-nga-kinabuhi sa radioactive mga elemento - unsa kini, ug sa unsa nga paagi sa nagpaila niini? Pormula katunga-nga-sa kinabuhi

Ang kasaysayan sa pagtuon sa radioactive materials nagsugod Marso 1, 1896, sa diha nga ang bantog nga Pranses nga siyentipiko Anri Bekkerel aksidenteng nadiskobrehan usa ka katingalahan nga butang sa radiation sa uranium salts. Kini mibalik nga usa ka Photographic plate, gibutang sa usa ka kahon sa usa ka sample nadaut. Kini mao ang resulta sa mga nasud nga adunay taas nga makapatuhop radiation, nga nagpadato uranium. kabtangan Kini makita diha sa labing bug-at nga mga elemento, sa pagkompleto sa matag lamesa. Siya gihatagan sa ngalan nga "radioactive materials".

Kita ipaila ang mga kinaiya sa radioactivity

Kini nga proseso - diha-diha nga sakop sa pagkakabig atomo isotope sa usa ka lain-laing mga isotope uban sa dungan nga ebolusyon sa elementary partikulo (mga electron, atomic uyok sa helium). atomo pagkakabig mitungha diha-diha, nga walay nagkinahanglan sa gawas nga enerhiya pagsuyup. Ang nag-unang gidaghanon nagpaila sa enerhiya pagpagawas sa panahon sa proseso sa radioactive pagkadunot, nga gitawag nga kalihokan.

radioactive sample nga kalihokan nga gitawag probable gidaghanon sa pagkadunot sa sample matag yunit sa panahon. Sa mga SI (System International) yunit sa pagsukod niini mao ang gitawag nga becquerel (Bq). Sa usa ka Becquerel gisagop sa maong usa ka sample nga kalihokan nga mahitabo sa ibabaw sa average 1 pagkabungkag matag ikaduha.

Usa ka = λN, diin λ- pagkadunot kanunay, A - gidaghanon sa mga aktibo nga mga atomo sa sample.

Hilit nga α, β, γ-madunot. Ang katugbang pagbalanse gitawag offset mga lagda:

ngalan	Unsay nahitabo	reaksyon talaid
α pagkadunot	pagkakabig sa atomic uyok sa X Y nucleus sa pagbuhi uyok sa usa ka helium atomo	Z Usa ka → Z-X 2 Y 4 + 4 2 Siya
β - pagkabungkag	pagkakabig sa atomic uyok sa nucleus X Y uban sa electron release	Z Usa ka → Z + X 1 Y A + -1 e usa ka
γ - pagkadunot	dili inubanan sa mga kausaban diha sa uyok, ang enerhiya nga gipagawas sa sa dagway sa usa ka electromagnetic nga halad	X Z Usa ka → Z X A + γ

Ang panahon sal sa radioactivity

Ang higayon sa pagkahugno sa mga partikulo dili igalubong alang sa partikular nga atomo. Alang kaniya, kini mao ang hinoon sa usa ka "aksidente" kay sa usa ka sumbanan. Inusara sa enerhiya nga magpaila sa proseso, gihubit ingon sa kalihokan sa mga sample.

Kini mao ang namatikdan nga makausab kini sa panahon. Samtang indibidwal nga mga elemento sa pagpakita sa usa ka makapatingala nga matang sa makanunayon sa radiation, adunay mga mga butang kansang kalihokan pagminus, mga pagmobu sa daghang higayon diha sa usa ka mubo nga panahon sa panahon. Amazing matang! Mao kini nga posible nga sa pagpangita sa usa ka sumbanan sa niini nga mga proseso?

Kini natukod nga adunay usa ka panahon nga sa panahon nga tukma gayud sa katunga sa mga atomo sa mga specimen giatiman pagkadunot. Kini nga panahon sa sal gitawag nga "katunga-nga-kinabuhi". Unsa ang kahulogan sa sa pasiuna sa niini nga konsepto?

Unsa ang katunga-nga-kinabuhi?

Mopatim-aw nga sa usa ka panahon nga sama sa sa panahon, gayud sa katunga sa mga aktibo nga mga atomo karon sample mga higayon. Apan nagpasabot ba kini nga panahon sa tanan nga mga aktibo nga mga atomo nagkahuyang sa hingpit sa duha ka katunga-nga-mga kinabuhi? Dili sa tanan. Human sa usa ka pipila ka mga punto sa sampol mao katunga sa radioactive mga elemento pinaagi sa maong kantidad sa panahon nga nahibilin atomo decomposes bisan katunga, ug sa ingon sa. radiation Ang magpadayon alang sa usa ka hataas nga panahon, daghan nga mas taas pa kay sa katunga-nga-kinabuhi. Busa, ang mga aktibo nga mga atomo sa sample gitipigan nga bulag gikan sa radiation

Ang katunga-nga-sa kinabuhi - sa usa ka gidaghanon nga nag-agad lamang sa mga kabtangan sa mga bahandi. bili sa gihubit sa daghang mga nailhan radioactive isotopes.

Lamesa: "Ang katunga-nga-sa kinabuhi pagkadunot sa pipila ka isotopes"

ngalan	ngalan nga	matang sa pagkadunot	katunga-nga-sa kinabuhi
Radium	88 Ra 219	alpha	0,001 segundos
magnesium	12 mg 27	beta	10 minutos
Radon	86 RN 222	alpha	3.8 adlaw
cobalt	27 Co 60	beta, gamma	5.3 ka tuig
Radium	88 Ra 226	alpha, gamma	1620 ka mga tuig
Uranus	92 238 U	alpha, gamma	4.5 bilyon ka tuig

Determinasyon sa katunga-nga-kinabuhi nga gihimo experimentally. Sa mga pagtuon sa laboratoryo nga gipahigayon balik-balik nga pagsukod sa kalihokan. Sukad laboratoryo sample sa minimum nga gidak-on (sa seguridad tigdukiduki labaw sa tanan), ang eksperimento nga gidala sa gawas uban sa lain-laing mga lat-ang, gisubli sa daghang mga higayon. Kini gibase sa mga regular sa kausaban ahente nga kalihokan.

Aron sa pagtino sa katunga-nga-kinabuhi mao ang sinukod nga kalihokan sa sampol sa piho nga mga lat-panahon. Tungod nga ang sukaranan nga may kalabutan sa sa gidaghanon sa nadunot atomo gikan sa radioactive pagkadunot balaod, pagtino sa katunga-nga-kinabuhi.

PANIG-INGNAN depinisyon alang sa isotope

Himoa nga ang gidaghanon sa mga aktibo nga mga elemento sa isotope sa usa ka gihatag nga panahon nga sama sa A, ang panahon sal sa panahon nga obserbasyon mao ang t ₂ - t ₁ diin ang sinugdanan ug ang katapusan mao ang igo suod nga obserbasyon. Maghunahuna nga n - gidaghanon sa mga atomo nabungkag sa usa ka sal panahon, unya n = KN (t ₂ - t _1).

Sa ekspresyon niini, K = 0.693 / T½ - proportionality butang, nga gitawag sa pagkadunot kanunay. T½ - ang katunga-nga-kinabuhi sa isotope.

Maghunahuna alang sa unit sa panahon slot. Mao kini ang K = n / A nagpakita sa tipik sa isotope uyok karon mabungkag matag yunit sa panahon.

Kay nahibalo sa bili sa pagkadunot kanunay mahimong determinado ug ang katunga-nga-kinabuhi sa pagkadunot: T½ = 0.693 / K.

mosunod nga matag panahon nga yunit walay higayon sa usa ka gidaghanon sa mga aktibo nga mga atomo, ug ang usa ka gidaghanon.

Ang balaod sa radioactive pagkadunot (spp)

Katunga-kinabuhi mao ang basehan spp. Sumbanan nga nakuha Frederick Soddy ug Ernest Rutherford sa basehan sa eksperimento resulta sa 1903. Kini mao ang ikatingala nga ang daghang mga pagsukod nga gihimo uban sa mga tulonggon nga mga halayo gikan sa hingpit sa mga termino sa mga unang bahin sa ikakaluhaan ka siglo, nga gipangulohan sa usa ka tukma ug balido nga mga resulta. Siya nahimong basehan sa teoriya sa radioactive materials. atong makuha sa usa ka matematika pagsulod sa radioactive pagkadunot balaod.

- Himoa N ₀ - gidaghanon sa mga aktibo nga mga atomo sa aktibo nga panahon. Human sa sal panahon t nondecomposed A elemento.

- Sa usa ka panahon nga sama sa sa katunga-nga-sa kinabuhi magpabilin gayud sa katunga sa mga aktibo nga mga elemento: N = N _0/2.

- Human sa usa ka dugang nga panahon sa usa ka katunga sa sample mao ang: N = N _0/4 = N _0/2 ² aktibo nga mga atomo.

- Human sa usa ka panahon nga sama sa sa usa ka dugang nga katunga-nga-kinabuhi, ang sampol nga magpabilin lamang: N = N _0/8 = N ^_0/2 Marso.

- Sa usa ka panahon sa diha nga ang panon n katunga-nga-mga panahon sa mga specimen magpabilin ₀ N = N / 2 ⁿ sa aktibo nga mga partikulo. Sa kini nga ekspresyon n = t / T½: ang panahon ratio sa imbestigasyon sa katunga-nga-kinabuhi.

- adunay spp medyo lain-laing mga matematika ekspresyon nga mao ang labaw nga sayon sa mga buluhaton: N = N ₀ 2 ^{- t / _T½.}

sumbanan nagtugot sa pagtino, dugang pa sa katunga-nga-kinabuhi, ang gidaghanon sa mga aktibo nga isotope atomo nondecomposed sa usa ka gihatag nga panahon. Ang pagkahibalo sa gidaghanon sa mga atomo sa sampol sa sinugdanan sa obserbasyon, human sa pipila ka mga panahon, kamo makahimo sa pagtino sa tibuok kinabuhi sa mga drug.

Tinoa ang katunga-nga-kinabuhi sa radioactive pagkadunot balaod sa pormula sila makatabang lamang kon ang pipila ka mga lantugi: ang gidaghanon sa aktibo nga isotopes sa sample, kini mao ang lisud nga sa pagpangita sa igo.

Sangputanan sa balaod

Record spp pormula mahimo, sa paggamit sa mga konsepto sa masa nga kalihokan ug sa pag-andam mga atomo.

Kalihokan mao ang nagkaigo sa gidaghanon sa radioactive atomo: Usa ka = usa ka ₀ • 2 ^{-t / T.} Sa niini nga pormula, usa ka ₀ - sample nga kalihokan sa zero panahon, A - kalihokan human sa t segundos, T - katunga-nga-kinabuhi.

Gibug-aton sa bahandi mahimong gigamit sa sumbanan: m = m ₀ • 2 ^{-t / T}

Kay bisan unsa nga regular nga lat-ang sa mga higayon hingpit nga sa mao usab nga gidaghanon sa mga radioactive atomo nga anaa sa pag-andam niini.

Sa mga utlanan sa pagkahinungdanon sa balaod

Ang balaod sa tanang paagi mao ang usa ka statistical, aw ang mga proseso sa usa ka microcosm. Kini nakasabut nga ang katunga-nga-kinabuhi sa radioactive mga elemento - estadistika. Ang probabilistic kinaiya sa mga hitabo diha sa atomic nga uyok nagsugyot nga ang arbitraryong kinauyokan mahimong mahugno sa bisan unsang panahon. Pagtagna usa ka hitabo mao ang mahimo, kita lamang sa pagtino sa iyang posibilidad sa bisan unsa nga panahon. Ingon sa usa ka resulta, ang mga katunga-nga-kinabuhi dili sa paghimo sa pagbati:

• alang sa usa ka partikular nga atomo;
• minimum sample masa.

Ang tibuok kinabuhi sa atomo

Ang paglungtad sa atomo sa iyang orihinal nga kahimtang mahimo nga molungtad sa usa ka ikaduha, ug tingali minilyon sa mga tuig. Hisguti ang mahitungod sa mga panahon sa mga partikulo sa kinabuhi mao usab dili kinahanglan. Pinaagi sa pagsulod sa usa ka kantidad nga sama sa sa average nga bili sa tibuok kinabuhi sa mga atomo, nga imong mahimo sa paghisgot mahitungod sa pagkaanaa sa mga atomo sa usa ka radioactive isotope, ang mga epekto sa radioactive pagkadunot. Ang katunga-nga-kinabuhi sa atomic nucleus agad sa mga kabtangan sa mga atomo ug wala magdepende sa ubang mga natapok.

Mao kini nga posible nga sa pagsulbad sa problema: sa unsa nga paagi sa pagpangita sa katunga-nga-kinabuhi, nga nasayud sa mga average tibuok kinabuhi?

Aron sa pagtino sa katunga-nga-sa kinabuhi pormula komunikasyon alang sa nagpasabot tibuok kinabuhi sa atomo ug sa pagkadunot kanunay tabang, dili kaayo.

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

Sa niini nga talaan, τ - ang average nga kinabuhi, λ - ang pagkadunot kanunay.

Pinaagi sa paggamit sa katunga-nga-sa kinabuhi

Paggamit spp alang sa pagtino sa edad sa mga tagsa-tagsa nga sample kaylap sa research sa mga ulahing bahin sa ikakaluhaan ka siglo. Ang katukma sa pagtino sa edad sa fossil karaang mga butang mao ang sa ingon misaka nga mohatag og pagsabot sa panahon sa kinabuhi sa milenyo BC.

Binase sa radiocarbon sa fossil sa organic sample base sa kausaban sa carbon-14 nga kalihokan (binase sa radiocarbon) nga anaa sa tanan nga mga organismo. Kini mahulog ngadto sa usa ka buhi nga lawas sa panahon sa metabolismo ug anaa sa sulod niini sa usa ka partikular nga konsentrasyon. Human sa kamatayon sa metabolismo sa palibot mohunong. Ang konsentrasyon sa radioactive carbon mahulog tungod sa natural nga pagkadunot, ang kalihokan pagminus, mga pagmobu proporsiyon.

Uban sa maong mga prinsipyo, ang katunga-nga-kinabuhi, ang pormula sa balaod sa radioactive pagkadunot makatabang sa pagtino sa panahon sa determinasyon sa kinabuhi sa mga organismo.

Kutay sa radioactive kausaban

radioactive materials mga pagtuon gihimo sa kahimtang sa laboratoryo. Amazing abilidad sa radioactive mga elemento magpabilin nga aktibo sa mga oras, adlaw, o bisan mga tuig dili moabut ingon sa usa ka kalit nga sa sinugdanan sa sa ikakaluhaan ka siglo pisiko. Mga pagtuon, alang sa panig-ingnan, thorium, gisundan sa usa ka wala damha nga resulta: sa usa ka sirado nga ampoule sa iyang kalihokan mao ang mahinungdanon. Sa gamay whiff niini nahulog. Ang konklusyon mao yano nga: ang pagkakabig sa thorium inubanan sa sa pagpagawas sa Radon (gas). Ang tanan nga mga elemento sa radioactive materials mausab ngadto sa usa ka bug-os nga lain-laing mga bahandi, ug diin ang pisikal ug kemikal nga kabtangan. Kini nga bahandi, sa baylo, mao usab mabalhinon. Kini karon nailhan sa tulo ka talay sa mga susama nga kausaban.

Kahibalo sa mga kausaban mao ang hilabihan importante sa diha nga pagtino sa panahon sa mabudlay nga alagyan nga mga dapit kontaminado sa proseso sa atomic ug nukleyar nga research o katalagman. Ang katunga-nga-kinabuhi sa plutonium - depende sa iyang isotopes - sa laing gikan sa 86 s (Pu 238) ngadto sa 80 Ma (Pu 244). Ang konsentrasyon sa matag isotope naghatag og usa ka ideya mahitungod sa panahon sa mga decontamination dapit.

Ang labing mahal nga metal

Kini nailhan nga sa modernong mga panahon adunay usa ka daghan nga mas mahal nga metal kay sa bulawan, ug salapi ug platinum. Kini naglakip sa plutonium. Makaiikag, sa kinaiya gibuhat diha sa ebolusyon sa plutonium dili makaplagan. Kadaghanan sa mga elemento nga nakuha ubos sa mga kahimtang sa laboratoryo. Operation sa plutonium-239 sa nukleyar nga reactor nga nakahimo kaniya nga mahimong hilabihan popular niining mga adlawa. Angkon og igo alang sa paggamit diha sa mga reactor sa kantidad sa isotope kini halos bililhon.

Plutonium-239 ang nakuha sa vivo ingon sa usa ka resulta sa kadena mga reaksiyon sa uranium-239 neptunium-239 (tunga sa-kinabuhi - 56 oras). Ang susamang kadena nagtugot sa tapok plutonium sa nukleyar nga reactor. Ang rate nga panghitabo sa gikinahanglan nga gidaghanon milapas sa natural nga bilyonbilyong panahon.

Paggamit sa Energy

Adunay daghan nga pakigpulong bahin sa mga kasaypanan sa nukleyar nga gahum ug ang "strangeness" sa katawhan nga hapit bisan unsa nga pag-abli gigamit sa pagpatay sa ilang kaugalingon nga matang. Pag-abli sa plutonium-239, nga mao ang makahimo sa pag-apil sa mga nukleyar nga reaksyon ang gitugotan sa paggamit niini ingon nga usa ka malinawon nga enerhiya nga tinubdan. Uranium-235 mao ang usa ka analogue sa plutonium nga makita diha sa kalibutan mao ang hilabihan talagsaon, pagpili niini gikan sa uranium ore mas lisud kay sa pagkuha plutonium.

Age sa Yuta

Radioisotope pagtuki sa mga isotopes sa radioactive mga elemento naghatag sa usa ka mas tukmang ideya sa tibuok kinabuhi sa usa ka gihatag nga sample.

Pinaagi sa paggamit sa kausaban kadena "sa uranium - thorium", nga anaa sa taklap sa yuta, kini nga posible nga sa pagtino sa edad sa atong planeta. Ang porsiyento sa niini nga mga mga elemento sa average sa tibuok sa tinapay gibase niini nga pamaagi. Sumala sa pinaka-ulahing data, sa edad sa Yuta mao ang 4.6 bilyones ka tuig ang panuigon.