ПОЛУЖИВОТ

ПОЛУЖИВОТ, времето, необходимо на половината от даден брой ядра на радиоактивен изотоп (които се превръщат в друг елемент или изотоп) да се разпаднат. Измерва се само времето на полуразпад, тъй като не настъпва пълно разпадане. Времето на полуразпад остава постоянно при всяка температура и налягане, но варира значително между изотопите. Кислород-20 има период на полуразпад от 14 секунди, докато уран-234 има около 250 000 години. Разпадането на радиоактивен изотоп е придружено от излъчване на алфа и бета частици. Чрез измерване на интензивността на тяхното освобождаване може да се изследва гниенето. Терминът "период на полуразпад" също се отнася до частици, произволно разпадащи се на нови частици. Така свободният неутрон се разпада на протон и електрон. Вижте същоРАДИОВЪГРОДНО ДАТИРАНЕ, РАДИОАКТИВЕН РАЗПАД.

Научно-технически енциклопедичен речник.

Вижте какво е "HALF-LIFE" в други речници:

Интервалът от време, през който първоначалният брой радиоактивни ядра намалява средно наполовина. При наличие на N0 радиоактивни ядра в момент t=0 техният брой N намалява с времето по закона: N=N0e lt, където l е константата на радиоактивния разпад … Физическа енциклопедия

Времето, необходимо за разлагане на половината от първоначалния радиоактивен материал или пестицид. Екологичен енциклопедичен речник. Кишинев: Основно издание на Молдавската съветска енциклопедия. И.И. дядо. 1989... Екологичен речник

ПОЛУЖИВОТ- времеви интервал T1/2, през който броят на нестабилните ядра намалява наполовина. T1/2 = 0,693/λ = 0,693 τ, където λ е константата на радиоактивния разпад; τ е средният живот на радиоактивно ядро. Вижте също Радиоактивност... Руска енциклопедия по охрана на труда

половин живот- Времето, през което активността на радиоактивния източник пада до половината от стойността. [Система за безразрушителен контрол. Видове (методи) и технология на безразрушителен контрол. Термини и определения (справочник). Москва 2003 г.]… … Наръчник за технически преводач

Квантово-механична система (частица, ядро, атом, енергийно ниво и т.н.) има време T½, през което системата се разпада с вероятност 1/2. Ако се разглежда ансамбъл от независими частици, тогава в рамките на един период ... Wikipedia

Радионуклид (T1 / 2), периодът от време, през който броят на радиоактивните ядра средно намалява наполовина. * * * ПЕРИОД НА ПОЛУРАЗГРАД ПЕРИОДЪТ НА ПОЛУРАЗГРАД на радионуклид (T1/2), интервалът от време, през който първоначалният брой радиоактивни атоми... … енциклопедичен речник

половин живот- pusėjimo trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. полуживот; период на полуживот; половин стойност време vok. Halbwertszeit, f; Rückenhalbwertsdauer, f; Rückenhalbwertzeit, ф рус. полуживот, n; полуживот, n; полуживот, m… … Fizikos terminų žodynas

половин живот- skilimo pusėjimo trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. полувреме на разпад; период на разпад vok. Halbwertszeit des radioaktiven Zerfalls, f rus. полуживот, m; полуживот, m pranc. periode de mi vie, f; period de… … Fizikos terminų žodynas

ПОЛУЖИВОТ- (T0.5) период на разпад в почвата и други среди. Най-често тази стойност характеризира загубата на пестицидни свойства с 50% ... Пестициди и регулатори на растежа на растенията

половин живот- pusėjimo trukmė statusas T sritis Стандартизация и метрология apibrėžtis Vidutinis laiko tarpas, per kurį skyla pusė visų radioaktivviojo nuklido bandinio atomų. атитикменис: англ. полуживот; период на полуживот; половин стойност време vok. Халбпериод,…… Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

Книги

• Half-life, Котова Е. Роман-провокация предлага да погледнете в ключалката. И там се разгръща истинската история на едно руско семейство, дълга сто години, която започва в първия ден на 20 век в идиличен комфорт ...

Най-важната характеристика на радионуклида, наред с други свойства, е неговата радиоактивност, тоест броят на разпаданията за единица време (броят на ядрата, които се разпадат за 1 секунда).

Единицата за активност на радиоактивно вещество е бекерел (Bq). 1 бекерел = 1 разпадане в секунда.

Досега все още се използва извънсистемна единица за активност на радиоактивно вещество, Кюри (Ci). 1 Ki \u003d 3,7 * 1010 Bq.

Време на полуразпад на радиоактивно вещество

слайд номер 10

Полуживот (T1 / 2) - мярка за скоростта на радиоактивно разпадане на вещество - времето, необходимо на радиоактивността на веществото да намалее наполовина или времето, необходимо на половината ядра в веществото да се разпаднат .

След време, равно на един период на полуразпад на радионуклида, неговата активност ще намалее наполовина от първоначалната стойност, след два полуразпада - с 4 пъти и т.н. Изчислението показва, че след време, равно на десет периода на полуразпад на радионуклида, неговата активност ще намалее около хиляда пъти.

Времето на полуразпад на различни радиоактивни изотопи (радионуклиди) варира от части от секундата до милиарди години.

слайд номер 11

Радиоактивните изотопи с период на полуразпад под един ден или месеци се наричат ​​краткотрайни, а повече от няколко месеца-години се наричат ​​дългоживущи.

слайд номер 12

Видове йонизиращи лъчения

Всяка радиация е придружена от освобождаване на енергия. Когато, например, човешка телесна тъкан бъде облъчена, част от енергията ще бъде прехвърлена към атомите, които изграждат тази тъкан.

Ще разгледаме процесите на алфа, бета и гама лъчение. Всички те възникват по време на разпадането на атомните ядра на радиоактивните изотопи на елементите.

слайд номер 13

алфа радиация

Алфа частиците са положително заредени хелиеви ядра с висока енергия.

слайд номер 14

Йонизация на материята от алфа частица

Когато алфа частица премине в непосредствена близост до електрон, тя го привлича и може да го извади от нормалната му орбита. Атомът губи електрон и по този начин се превръща в положително зареден йон.

Йонизацията на атом изисква приблизително 30-35 eV (електронволта) енергия. Така алфа частица, която има например 5 000 000 eV енергия в началото на своето движение, може да стане източник на създаването на повече от 100 000 йона, преди да премине в състояние на покой.

Масата на алфа частиците е около 7000 пъти масата на един електрон. Голямата маса на алфа частиците определя праволинейността на преминаването им през електронните обвивки на атомите по време на йонизацията на материята.

Една алфа частица губи малка част от първоначалната си енергия за всеки електрон, който взема от атомите на материята, докато преминава през нея. Кинетичната енергия на алфа частицата и нейната скорост непрекъснато намаляват. Когато цялата кинетична енергия се изразходва, алфа частицата спира. В този момент той ще улови два електрона и след като се трансформира в атом на хелий, губи способността си да йонизира материята.

слайд номер 15

бета радиация

Бета радиацията е процес на излъчване на електрони директно от ядрото на атома. Електронът в ядрото се създава, когато неутронът се разпадне на протон и електрон. Протонът остава в ядрото, докато електронът се излъчва като бета радиация.

слайд номер 16

Йонизация на материята от бета частица

B-частица избива един от орбиталните електрони на стабилен химичен елемент. Тези два електрона имат еднакъв електрически заряд и маса. Следователно, след като се срещнат, електроните ще се отблъскват, променяйки първоначалните си посоки на движение.

Когато един атом загуби електрон, той се превръща в положително зареден йон.

слайд номер 17

Гама радиация

Гама радиацията не се състои от частици като алфа и бета радиацията. Тя, подобно на светлината на Слънцето, е електромагнитна вълна. Гама лъчението е електромагнитно (фотонно) лъчение, състоящо се от гама кванти и излъчвано по време на прехода на ядрото от възбудено състояние в основно състояние по време на ядрени реакции или анихилация на частици. Това лъчение има висока проникваща способност поради факта, че има много по-къса дължина на вълната от светлината и радиовълните. Енергията на гама лъчението може да достигне големи стойности, а скоростта на разпространение на гама лъчите е равна на скоростта на светлината. Като правило гама лъчението придружава алфа и бета лъчението, тъй като в природата практически няма атоми, които да излъчват само гама лъчи. Гама-лъчението е подобно на рентгеновите лъчи, но се различава от него по естество на произход, дължина на електромагнитната вълна и честота.

Полуживот

Половин животквантово-механична система (частица, ядро, атом, енергийно ниво и др.) – време T½ , по време на което системата се разпада с вероятност 1/2. Ако се разглежда ансамбъл от независими частици, тогава за един период на полуразпад броят на оцелелите частици ще намалее средно 2 пъти. Терминът се прилага само за експоненциално разпадащи се системи.

Не трябва да се приема, че всички частици, взети в началния момент, ще се разпаднат за два периода на полуразпад. Тъй като всеки период на полуразпад намалява наполовина броя на оцелелите частици, във време 2 T½ ще остане една четвърт от първоначалния брой частици, за 3 T½ - една осма и т.н. Като цяло, частта от оцелелите частици (или по-точно вероятността да оцелеят стрза дадена частица) зависи от времето Tпо следния начин:

Времето на полуразпад, средното време на живот τ и константата на разпад λ са свързани със следните отношения:

.

Тъй като ln2 = 0,693…, полуживотът е около 30% по-кратък от живота.

Понякога полуживотът се нарича още полуживот на разпад.

Пример

Ако посочим за даден момент от времето броя на ядрата, способни на радиоактивно преобразуване н, и интервала от време след T 2 - T 1, където T 1 и T 2 - сравнително близки времена ( T 1 < T 2) и броя на разпадащите се атомни ядра през този период от време н, тогава н = KN(T 2 - Tедин). Къде е коефициентът на пропорционалност К = 0,693/T½ се нарича константа на разпадане. Ако приемем разликата ( T 2 - T 1) равно на едно, т.е. интервалът от време на наблюдение е равен на едно, тогава К = н/ни, следователно, константата на разпадане показва частта от наличния брой атомни ядра, които се разпадат за единица време. Следователно, разпадането се извършва по такъв начин, че същата част от наличния брой атомни ядра се разпада за единица време, което определя закона за експоненциалното разпадане.

Стойностите на полуживота за различните изотопи са различни; за някои, особено за бързо разпадащите се, времето на полуразпад може да бъде равно на милионни от секундата, а за някои изотопи, като уран 238 и торий 232, то е съответно равно на 4,498 * 10 9 и 1,389 * 10 10 години. Лесно е да се преброи броят на атомите на уран 238, претърпели трансформация в дадено количество уран, например един килограм за една секунда. Количеството на всеки елемент в грамове, числено равно на атомното тегло, съдържа, както знаете, 6,02 * 10 23 атома. Следователно, съгласно горната формула н = KN(T 2 - T 1) намерете броя на урановите атоми, които се разпадат в един килограм за една секунда, като имате предвид, че има 365 * 24 * 60 * 60 секунди за една година,

Изчисленията водят до факта, че в един килограм уран дванадесет милиона атома се разпадат за една секунда. Въпреки такъв огромен брой, скоростта на трансформация все още е незначителна. Наистина следната част от урана се разпада за секунда:

По този начин, от наличното количество уран, неговата част, равна на

Обръщайки се отново към основния закон на радиоактивното разпадане KN(T 2 - T 1), тоест на факта, че от наличния брой атомни ядра само една и съща част от тях се разпада за единица време и, като се има предвид пълната независимост на атомните ядра във всяко вещество едно от друго, можем да кажем, че този закон е статистически в смисъл, че не показва точно кои атомни ядра ще се разпаднат за даден период от време, а само говори за техния брой. Несъмнено този закон остава валиден само за случая, когато наличният брой ядра е много голям. Някои от атомните ядра ще се разпаднат в следващия момент, докато други ядра ще претърпят трансформации много по-късно, така че когато наличният брой радиоактивни атомни ядра е сравнително малък, законът за радиоактивния разпад може да не е напълно изпълнен.

Частичен полуживот

Ако система с период на полуразпад T 1/2 може да се разпадне през няколко канала, за всеки от тях е възможно да се определи частичен полуживот. Нека вероятността за разпад от аз-ти канал (фактор на разклоняване) е равен на пи. Тогава частичният полуживот на аз-ти канал е равен на

Частичният има значението на полуживота, който дадена система би имала, ако всички канали на разпадане бяха „изключени“, с изключение на аз th. Тъй като по дефиниция , тогава за всеки канал на разпад.

стабилност на полуживота

Във всички наблюдавани случаи (с изключение на някои изотопи, разпадащи се чрез улавяне на електрони), полуживотът е постоянен (отделни съобщения за промяна в периода са причинени от недостатъчна експериментална точност, по-специално непълно пречистване от силно активни изотопи). В тази връзка полуживотът се счита за непроменен. На тази основа е изградено определянето на абсолютната геоложка възраст на скалите, както и радиовъглеродният метод за определяне на възрастта на биологични останки.

Предположението за изменчивостта на периода на полуразпад се използва от креационистите, както и от представители на т.нар. „алтернативна наука“, за да опровергае научното датиране на скали, останки от живи същества и исторически находки, за да опровергае допълнително научните теории, изградени с помощта на такова датиране. (Вижте например статии Креационизъм, Научен креационизъм, Критика на еволюционизма, Торинска плащаница).

Променливостта на константата на разпад за улавяне на електрони е наблюдавана експериментално, но тя е в рамките на процент в целия диапазон от налягания и температури, налични в лабораторията. Времето на полуразпад в този случай се променя поради известна (доста слаба) зависимост на плътността на вълновата функция на орбиталните електрони в близост до ядрото от налягането и температурата. Значителни промени в константата на разпадане също се наблюдават за силно йонизирани атоми (по този начин, в ограничаващия случай на напълно йонизирано ядро, улавянето на електрони може да се случи само когато ядрото взаимодейства със свободни плазмени електрони; в допълнение, разпадане, което е разрешено за неутрално атоми, в някои случаи за силно йонизирани атоми може да бъде забранено кинематично). Всички тези опции за промяна на константите на разпадане очевидно не могат да бъдат използвани за „опровергаване“ на радиохронологичното датиране, тъй като грешката на самия радиохронометричен метод за повечето изотопни хронометри е повече от процент, а силно йонизираните атоми в природни обекти на Земята не могат съществува за дълго време..

Историята на изследването на радиоактивността започва на 1 март 1896 г., когато известен френски учен случайно открива странност в излъчването на уранови соли. Оказало се, че фотоплаките, намиращи се в една кутия с пробата, са осветени. Странната, силно проникваща радиация, която уранът беше довела до това. Това свойство е открито в най-тежките елементи, които допълват периодичната таблица. Дадено му е името „радиоактивност“.

Представяме характеристиките на радиоактивността

Този процес е спонтанното превръщане на атом от изотоп на елемент в друг изотоп с едновременно освобождаване на елементарни частици (електрони, ядра на хелиеви атоми). Трансформацията на атомите се оказа спонтанна, без да се изисква поглъщане на енергия отвън. Основната величина, характеризираща процеса на освобождаване на енергия по време на курса, се нарича активност.

Активността на радиоактивна проба е вероятният брой разпадания на дадена проба за единица време. В международната) мерна единица се нарича бекерел (Bq). В 1 бекерел се взема активността на такава проба, в която средно се случва 1 разпад в секунда.

A=λN, където λ е константата на разпадане, N е броят на активните атоми в пробата.

Разпределете α, β, γ-разпадания. Съответните уравнения се наричат ​​правила за изместване:

Времеви интервал в радиоактивността

Моментът на разпадане на частицата не може да бъде определен за този конкретен атом. За него това е по-скоро "случайност", отколкото шаблон. Освобождаването на енергия, характеризиращо този процес, се определя като активност на пробата.

Забелязано е, че се променя с времето. Въпреки че отделните елементи показват изненадващо постоянство на степента на излъчване, има вещества, чиято активност намалява няколко пъти за сравнително кратък период от време. Невероятно разнообразие! Възможно ли е да се намери закономерност в тези процеси?

Установено е, че има време, през което точно половината от атомите на дадена проба се разпадат. Този интервал от време се нарича "период на полуразпад". Какъв е смисълът от въвеждането на това понятие?

полуживот?

Изглежда, че за време, равно на период, точно половината от всички активни атоми на дадена проба се разпадат. Но означава ли това, че за време от два полуразпада всички активни атоми ще се разпаднат напълно? Въобще не. След определен момент половината от радиоактивните елементи остават в пробата, след същия период от време половината от останалите атоми се разпадат и т.н. В този случай радиацията продължава дълго време, значително надвишавайки полуживота. Това означава, че активните атоми се задържат в пробата независимо от радиацията

Времето на полуразпад е стойност, която зависи единствено от свойствата на дадено вещество. Стойността на количеството е определена за много известни радиоактивни изотопи.

Таблица: „Време на полуразпад на отделни изотопи“

Полуживотът е определен експериментално. В хода на лабораторните изследвания активността се измерва многократно. Тъй като лабораторните проби са с минимален размер (безопасността на изследователя е от първостепенно значение), експериментът се провежда с различни интервали от време, като се повтаря многократно. Тя се основава на закономерността на промените в активността на веществата.

За да се определи времето на полуразпад, активността на дадена проба се измерва на определени интервали от време. Като се вземе предвид факта, че този параметър е свързан с броя на разпадналите се атоми, използвайки закона за радиоактивния разпад, се определя времето на полуразпад.

Примерно определение за изотоп

Нека броят на активните елементи на изследвания изотоп в даден момент от време е равен на N, интервалът от време, през който се извършва наблюдението t 2 - t 1, където моментите на началото и края на наблюдението са близки достатъчно. Да приемем, че n е броят на атомите, които са се разпаднали в даден интервал от време, тогава n = KN(t 2 - t 1).

В този израз K \u003d 0,693 / T½ е коефициентът на пропорционалност, който се нарича константа на разпадане. T½ е времето на полуразпад на изотопа.

Нека вземем интервала от време като единица. В този случай K = n/N показва частта от наличните изотопни ядра, които се разпадат за единица време.

Познавайки стойността на константата на разпадане, може да се определи и времето на полуразпад: T½ = 0,693/K.

От това следва, че не определен брой активни атоми се разпадат за единица време, а определена част от тях.

Закон за радиоактивното разпадане (LRR)

Полуживотът е в основата на RRR. Моделът е изведен от Фредерико Соди и Ърнест Ръдърфорд въз основа на резултатите от експериментални изследвания през 1903 г. Изненадващо е, че многократни измервания, направени с устройства, които са далеч от съвършенството, в условията на началото на 20-ти век, доведоха до точен и оправдан резултат. Той стана основата на теорията за радиоактивността. Нека изведем математическата нотация на закона за радиоактивното разпадане.

Нека N 0 е броят на активните атоми в даден момент. След изтичане на времевия интервал t N елемента ще останат неразпаднати.

До времето, равно на полуживота, ще останат точно половината от активните елементи: N=N 0 /2.

След друг период на полуразпад в пробата остават: N=N 0 /4=N 0 /2 2 активни атома.

След изтичане на време, равно на още един полуживот, пробата ще запази само: N=N 0 /8=N 0 /2 3 .

Докато изтекат n полуразпада, в пробата ще останат N=N 0 /2 n активни частици. В този израз n=t/T½: съотношението на времето за изследване към полуживота.

ZRR има малко по-различен математически израз, по-удобен при решаване на задачи: N=N 0 2 - t/ T½.

Закономерността позволява да се определи, в допълнение към времето на полуразпад, броят на атомите на активния изотоп, които не са се разпаднали в даден момент. Познавайки броя на атомите на пробата в началото на наблюдението, след известно време е възможно да се определи продължителността на живота на даден препарат.

Формулата на закона за радиоактивното разпадане помага да се определи времето на полуразпад само ако са налице определени параметри: броят на активните изотопи в пробата, което е доста трудно да се намери.

Последици от закона

Можете да запишете формулата на RRR, като използвате концепциите за активност и маса на атомите на лекарството.

Активността е пропорционална на броя на радиоактивните атоми: A=A 0 .2 -t/T. В тази формула A 0 е активността на пробата в началния момент, A е активността след t секунди, T е полуживотът.

Масата на веществото може да се използва в закономерността: m=m 0 .2 -t/T

По време на равни интервали от време се разпада абсолютно еднаква част от радиоактивните атоми, присъстващи в даден препарат.

Граници на приложимост на закона

Законът във всеки смисъл е статистически, определящ процесите, протичащи в микрокосмоса. Ясно е, че времето на полуразпад на радиоактивните елементи е статистическа величина. Вероятностният характер на събитията в атомните ядра предполага, че произволно ядро ​​може да се разпадне във всеки един момент. Невъзможно е да се предвиди дадено събитие; може само да се определи неговата вероятност в даден момент от времето. В резултат на това полуживотът е безсмислен:

• за един атом;
• за проба с минимална маса.

Живот на атома

Съществуването на атом в първоначалното му състояние може да продължи секунда или може би милиони години. За живота на тази частица също няма нужда да говорим. Чрез въвеждане на стойност, равна на средната стойност на живота на атомите, можем да говорим за съществуването на атоми на радиоактивен изотоп, последствията от радиоактивния разпад. Времето на полуразпад на ядрото на атома зависи от свойствата на дадения атом и не зависи от други величини.

Възможно ли е да се реши проблемът: как да се намери полуживотът, знаейки средната продължителност на живота?

За да се определи времето на полуразпад, формулата за връзката между средния живот на атома и константата на разпадане помага не по-малко.

τ= T 1/2 / ln2= T 1/2 / 0,693=1/ λ.

В тази нотация τ е средният живот, λ е константата на разпадане.

Използване на полуживот

Използването на ZRR за определяне на възрастта на отделни проби стана широко разпространено в изследванията в края на 20 век. Точността на определяне на възрастта на изкопаемите артефакти се е увеличила толкова много, че може да даде представа за времето на живот за хилядолетия пр.н.е.

Изкопаемите органични проби се основават на промени в активността на въглерод-14 (радиоактивен изотоп на въглерода), присъстващ във всички организми. Той постъпва в живия организъм в процеса на метаболизма и се съдържа в него в определена концентрация. След смъртта обменът на вещества с околната среда спира. Концентрацията на радиоактивен въглерод пада поради естествения разпад, активността намалява пропорционално.

Ако има такава стойност като времето на полуразпад, формулата на закона за радиоактивното разпадане помага да се определи времето от прекратяването на живота на организма.

Вериги на радиоактивна трансформация

Изследванията за радиоактивност са проведени в лабораторни условия. Удивителната способност на радиоактивните елементи да остават активни часове, дни и дори години не може да не изненада физиците от началото на ХХ век. Изследванията, например, на торий, бяха придружени от неочакван резултат: в затворена ампула неговата активност беше значителна. При най-лекия дъх тя падна. Изводът се оказа прост: трансформацията на торий е придружена от освобождаване на радон (газ). Всички елементи в процеса на радиоактивност се превръщат в напълно различно вещество, което се различава както по физични, така и по химични свойства. Това вещество от своя страна също е нестабилно. Понастоящем са известни три серии от подобни трансформации.

Познаването на такива трансформации е изключително важно за определяне на времето на недостъпност на зони, заразени в хода на атомни и ядрени изследвания или катастрофи. Времето на полуразпад на плутония - в зависимост от неговия изотопи - варира от 86 години (Pu 238) до 80 милиона години (Pu 244). Концентрацията на всеки изотоп дава представа за периода на дезинфекция на територията.

най-скъпият метал

Известно е, че в наше време има метали, много по-скъпи от златото, среброто и платината. Те включват плутоний. Интересното е, че плутоният, създаден в процеса на еволюцията, не се среща в природата. Повечето от елементите са получени в лабораторни условия. Експлоатацията на плутоний-239 в ядрени реактори му позволи да стане изключително популярен в наши дни. Получаването на достатъчно количество от този изотоп за използване в реактори го прави практически безценен.

Плутоний-239 се получава в естествени условия в резултат на верига от трансформации на уран-239 в нептуний-239 (период на полуразпад - 56 часа). Подобна верига позволява натрупването на плутоний в ядрени реактори. Скоростта на поява на необходимото количество надвишава естествената милиард пъти.

Приложение на енергията

Можете да говорите много за недостатъците на ядрената енергия и за "странността" на човечеството, което използва почти всяко откритие, за да унищожи себе си. Откриването на плутоний-239, който може да участва, направи възможно използването му като източник на мирна енергия. Уран-235, който е аналог на плутония, е изключително рядък на Земята, много по-трудно е да се изолира от него, отколкото да се получи плутоний.

Възраст на Земята

Радиоизотопният анализ на изотопите на радиоактивните елементи дава по-точна представа за живота на определена проба.

Използването на веригата от трансформации "уран - торий", съдържаща се в земната кора, дава възможност да се определи възрастта на нашата планета. Процентът на тези елементи средно в цялата земна кора е в основата на този метод. По последни данни възрастта на Земята е 4,6 милиарда години.

Времето на полуразпад на вещество, което е в етап на разпадане, е времето, през което количеството на това вещество ще намалее наполовина. Терминът първоначално е бил използван за описание на разпадането на радиоактивни елементи като уран или плутоний, но като цяло може да се използва за всяко вещество, което се разпада с определена или експоненциална скорост. Можете да изчислите полуживота на всяко вещество, като знаете скоростта на разпадане, която е разликата между първоначалното количество на веществото и количеството на веществото, оставащо след определен период от време. Прочетете, за да разберете как бързо и лесно да изчислите полуживота на дадено вещество.

стъпки

Изчисляване на полуживота

1. Разделете количеството вещество в даден момент от времето на количеството вещество, останало след определен период от време.

   • Формула за изчисляване на полуживота: t 1/2 = t * ln(2)/ln(N 0 /N t)
   • В тази формула: t е изминалото време, N 0 е първоначалното количество на веществото и N t е количеството на веществото след изминалото време.
   • Например, ако първоначалното количество е 1500 грама, а крайният обем е 1000 грама, първоначалното количество, разделено на крайния обем, е 1,5. Да приемем, че изминалото време е 100 минути, т.е. (t) = 100 минути.

2. Изчислете логаритъм с основа 10 на числото (log), получено в предишната стъпка.За да направите това, въведете полученото число в научния калкулатор и след това натиснете бутона log или въведете log(1.5) и натиснете знака за равенство, за да получите резултата.

   • Логаритъмът на число по отношение на дадена основа е степента, до която е необходимо да се повдигне основата (т.е. толкова пъти, колкото основата трябва да се умножи сама по себе си), за да се получи това число. Основа 10 се използва в логаритъм с основа 10. Бутонът за дневник на калкулатора съответства на логаритъм с основа 10. Някои калкулатори изчисляват естествените логаритми на ln.
   • Когато log(1,5) = 0,176, това означава, че логаритъмът с основа 10 от 1,5 е 0,176. Тоест, ако числото 10 се повдигне на степен 0,176, тогава получавате 1,5.

3. Умножете изминалото време по десетичния логаритъм от 2.Ако изчислите log(2) на калкулатор, получавате 0,30103. Имайте предвид, че изминалото време е 100 минути.

   • Например, ако изминалото време е 100 минути, умножете 100 по 0,30103. Резултатът е 30.103.

4. Разделете числото, получено в третата стъпка, на числото, изчислено във втората стъпка.

   • Например, ако 30,103 се раздели на 0,176, резултатът е 171,04. По този начин получихме полуживота на веществото, изразен в единици време, използвани в третата стъпка.

5. Готов.След като изчислихте полуживота за този проблем, трябва да обърнете внимание на факта, че използвахме десетичния логаритъм за изчисленията, но бихте могли да използвате и натурален логаритъм от ln - резултатът ще бъде същият. И всъщност, когато се изчислява времето на полуразпад, естественият логаритъм се използва по-често.

   • Тоест ще трябва да изчислите натуралните логаритми: ln(1,5) (резултат 0,405) и ln(2) (резултат 0,693). След това, ако умножите ln(2) по 100 (време), получавате 0,693 x 100=69,3 и разделите на 0,405, получавате резултата 171,04 - същото като при използване на логаритъм с основа 10.

   Решаване на проблеми, свързани с времето на полуразпад

   1. Разберете какво количество от вещество с известен период на полуразпад остава след определен период от време. Решете следния проблем: На пациента са дадени 20 mg йод-131. Колко ще остане след 32 дни? Полуживотът на йод-131 е 8 дни.Ето как да разрешите този проблем:

      • Разберете колко пъти веществото е било наполовина за 32 дни. За да направим това, откриваме колко пъти 8 (това е полуживотът на йода) се вписват в 32 (в броя на дните). Това изисква 32/8 = 4, така че количеството на веществото е намалено наполовина четири пъти.
      • С други думи, това означава, че след 8 дни ще има 20 mg / 2, т.е. 10 mg от веществото. След 16 дни ще бъде 10 mg / 2 или 5 mg от веществото. След 24 дни ще останат 5 mg / 2, т.е. 2,5 mg от веществото. Накрая, след 32 дни, пациентът ще има 2,5 mg/2, или 1,25 mg от веществото.

   2. Разберете полуживота на дадено вещество, ако знаете първоначалното и оставащото количество от веществото, както и изминалото време. Решете следния проблем: В лабораторията са постъпили 200 g технеций-99m, а ден по-късно са останали само 12,5 g изотопи. Какъв е полуживотът на технеций-99m?Ето как да разрешите този проблем:

      • Да го направим в обратен ред. Ако са останали 12,5 g вещество, тогава преди количеството му да бъде намалено 2 пъти, е имало 25 g вещество (от 12,5 x 2); преди това имаше 50g от веществото, а още преди това имаше 100g и накрая преди това имаше 200g.
      • Това означава, че са изминали 4 полуживота, преди от 200 г вещество да останат 12,5 гр. Оказва се, че полуживотът е 24 часа / 4 пъти, или 6 часа.

   3. Разберете колко времена на полуразпад са необходими, за да намалее количеството вещество до определена стойност. Решете следния проблем: Времето на полуразпад на уран-232 е 70 години. Колко периода на полуразпад ще са необходими, за да се редуцират 20 g вещество до 1,25 g?Ето как да разрешите този проблем:

      • Започнете с 20 g и постепенно намалете. 20g/2 = 10g (1 период на полуразпад), 10g/2 = 5 (2 периода на полуразпад), 5g/2 = 2,5 (3 периода на полуразпад) и 2,5/2 = 1,25 (4 периода на полуразпад). Отговор: Необходими са 4 периода на полуразпад.

   Предупреждения

   • Времето на полуразпад е груба оценка на времето, необходимо на половината от останалото вещество да се разпадне, а не точно изчисление. Например, ако остане само един атом от веществото, тогава само половината от атома няма да остане след полуразпада, но ще останат един или нула атоми. Колкото по-голямо е количеството вещество, толкова по-точно ще бъде изчислението според закона за големите числа.