अर्धे आयुष्य

अर्धे आयुष्य, किरणोत्सर्गी समस्थानिकेच्या (जे दुसर्‍या मूलद्रव्यात किंवा समस्थानिकेत रूपांतरित होतात) क्षय होण्यासाठी दिलेल्या संख्येच्या अर्ध्या भागाला लागणारा वेळ. केवळ अर्धे आयुष्य मोजले जाते, कारण संपूर्ण क्षय होत नाही. अर्ध-जीवन कोणत्याही तापमान आणि दाबावर स्थिर राहते, परंतु समस्थानिकांमध्ये मोठ्या प्रमाणात बदलते. ऑक्सिजन -20 चे अर्धे आयुष्य 14 सेकंद आहे, तर युरेनियम -234 चे सुमारे 250,000 वर्षे आहेत. किरणोत्सर्गी समस्थानिकेचा क्षय अल्फा आणि बीटा कणांच्या उत्सर्जनासह होतो. त्यांच्या प्रकाशनाची तीव्रता मोजून, एखादी व्यक्ती क्षय तपासू शकते. "अर्ध-जीवन" हा शब्द यादृच्छिकपणे नवीन कणांमध्ये विघटित होणाऱ्या कणांना देखील सूचित करतो. त्यामुळे एक मुक्त न्यूट्रॉन प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन मध्ये क्षय होतो. हे देखील पहारेडिओकार्बन डेटिंग, रेडिओएक्टिव्ह क्षय.

वैज्ञानिक आणि तांत्रिक ज्ञानकोशीय शब्दकोश.

इतर शब्दकोशांमध्ये "अर्ध-जीवन" काय आहे ते पहा:

वेळ मध्यांतर ज्या दरम्यान किरणोत्सर्गी केंद्रकांची प्रारंभिक संख्या सरासरी निम्मी असते. T=0 वेळी N0 किरणोत्सर्गी केंद्रकांच्या उपस्थितीत, त्यांची संख्या N कायद्यानुसार वेळेनुसार कमी होते: N=N0e lt, जेथे l किरणोत्सर्गी क्षय स्थिर आहे ... भौतिक विश्वकोश

मूळ किरणोत्सर्गी सामग्री किंवा कीटकनाशकाच्या अर्ध्या भागाचे विघटन होण्यासाठी लागणारा वेळ. पर्यावरणीय ज्ञानकोशीय शब्दकोश. चिसिनौ: मोल्डेव्हियन सोव्हिएत एनसायक्लोपीडियाची मुख्य आवृत्ती. I.I. आजोबा. १९८९... पर्यावरणीय शब्दकोश

अर्धे आयुष्य- वेळ अंतराल T1/2, ज्या दरम्यान अस्थिर केंद्रकांची संख्या निम्मी केली जाते. T1/2 = 0.693/λ = 0.693 τ, जेथे λ किरणोत्सर्गी क्षय स्थिर आहे; τ हे रेडिओएक्टिव्ह न्यूक्लियसचे सरासरी आयुष्य आहे. रेडिओएक्टिव्हिटी देखील पहा… कामगार संरक्षणाचा रशियन ज्ञानकोश

अर्धे आयुष्य- ज्या काळात किरणोत्सर्गी स्त्रोताची क्रिया निम्म्या मूल्यावर येते. [विनाशक चाचणी प्रणाली. विना-विध्वंसक चाचणीचे प्रकार (पद्धती) आणि तंत्रज्ञान. अटी आणि व्याख्या (संदर्भ मार्गदर्शक). मॉस्को 2003] …… तांत्रिक अनुवादकाचे हँडबुक

क्वांटम मेकॅनिकल प्रणाली (कण, केंद्रक, अणू, ऊर्जा पातळी इ.) मध्ये एक वेळ T½ असतो ज्या दरम्यान प्रणाली 1/2 संभाव्यतेसह खराब होते. जर स्वतंत्र कणांचे एकत्रिकरण मानले, तर एका कालावधीत ... विकिपीडिया

रेडिओन्यूक्लाइड (T1/2), ज्या कालावधीत किरणोत्सर्गी केंद्रकांची संख्या सरासरी निम्मी केली जाते. * * * अर्ध-जीवन रेडिओन्यूक्लाइडचे अर्ध-जीवन (T1/2), वेळ मध्यांतर ज्या दरम्यान किरणोत्सर्गी अणूंची प्रारंभिक संख्या… … विश्वकोशीय शब्दकोश

अर्धे आयुष्य- pusėjimo trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. अर्धे आयुष्य; अर्धा जीवन कालावधी; अर्धा मूल्य वेळ vok. Halbwertszeit, f; Rückenhalbwertsdauer, f; Rückenhalbwertzeit, f rus. अर्ध-जीवन, एन; अर्ध-जीवन, एन; अर्ध-जीवन, m… … Fizikos terminų žodynas

अर्धे आयुष्य- skilimo pusėjimo trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. अर्धा वेळ क्षय; क्षय कालावधी vok. Halbwertszeit des radioaktiven Zerfalls, f rus. अर्ध-जीवन, मी; अर्ध-जीवन, मी प्राँक. periode de mi vie, f; कालावधी de… … Fizikos terminų žodynas

अर्धे आयुष्य- (T0.5) माती आणि इतर माध्यमांमध्ये क्षय कालावधी. बर्याचदा, हे मूल्य 50% ने कीटकनाशक गुणधर्मांचे नुकसान दर्शवते ... कीटकनाशके आणि वनस्पती वाढ नियामक

अर्धे आयुष्य- pusėjimo trukmė statusas T sritis Standartizacij ir metrologija apibrėžtis Vidutinis laiko tarpas, per kurį skyla pusė visų radioaktyviojo nuklido bandinio atomų. atitikmenys: engl. अर्धे आयुष्य; अर्धा जीवन कालावधी; अर्धा मूल्य वेळ vok. हल्बपेरियोड, …… Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

पुस्तके

• हाफ-लाइफ, ई. कोटोवा. एक प्रक्षोभक कादंबरी कीहोलमध्ये पाहण्याची ऑफर देते. आणि तेथे रशियन कुटुंबाचा खरा इतिहास उलगडतो, शंभर वर्षांचा, जो 20 व्या शतकाच्या पहिल्या दिवशी रमणीय आरामात सुरू होतो ...

रेडिओन्यूक्लाइडचे इतर गुणधर्मांपैकी सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्याची किरणोत्सर्गीता, म्हणजेच प्रति युनिट वेळेत क्षयांची संख्या (1 सेकंदात क्षय होणाऱ्या केंद्रकांची संख्या).

किरणोत्सर्गी पदार्थाच्या क्रियाशीलतेचे एकक म्हणजे बेकरेल (Bq). 1 बेकरेल = 1 विघटन प्रति सेकंद.

आतापर्यंत, किरणोत्सर्गी पदार्थाच्या क्रियाकलापाचे एक ऑफ-सिस्टम युनिट, क्युरी (Ci), अजूनही वापरले जाते. 1 Ki \u003d 3.7 * 1010 Bq.

किरणोत्सर्गी पदार्थाचे अर्धे आयुष्य

स्लाइड क्रमांक 10

अर्ध-जीवन (T1/2) - पदार्थाच्या किरणोत्सर्गी क्षय दराचे मोजमाप - पदार्थाची किरणोत्सर्गीता निम्म्याने कमी होण्यास लागणारा वेळ किंवा पदार्थातील अर्ध्या केंद्रकांचा क्षय होण्यास लागणारा वेळ .

रेडिओन्यूक्लाइडच्या अर्ध्या आयुष्याच्या बरोबरीच्या वेळेनंतर, त्याची क्रिया प्रारंभिक मूल्याच्या निम्म्याने कमी होईल, दोन अर्ध्या आयुष्यानंतर - 4 वेळा आणि असेच. गणना दर्शवते की रेडिओन्यूक्लाइडच्या दहा अर्ध्या आयुष्याच्या बरोबरीने, त्याची क्रिया सुमारे एक हजार पट कमी होईल.

विविध किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचे (रेडिओन्यूक्लाइड्स) अर्धे आयुष्य एका सेकंदाच्या अंशांपासून ते अब्जावधी वर्षांपर्यंत असते.

स्लाइड क्रमांक 11

एक दिवस किंवा महिन्यांपेक्षा कमी अर्धायुष्य असलेल्या किरणोत्सर्गी समस्थानिकांना अल्पायुषी म्हणतात आणि काही महिन्यांपेक्षा जास्त वर्षे दीर्घायुषी म्हणतात.

स्लाइड क्रमांक 12

आयनीकरण रेडिएशनचे प्रकार

सर्व किरणोत्सर्ग उर्जेच्या प्रकाशनासह असतात. जेव्हा, उदाहरणार्थ, मानवी शरीराच्या ऊतींचे विकिरण केले जाते, तेव्हा काही ऊर्जा त्या ऊतींना बनवणाऱ्या अणूंमध्ये हस्तांतरित केली जाईल.

आम्ही अल्फा, बीटा आणि गॅमा रेडिएशनच्या प्रक्रियेचा विचार करू. ते सर्व घटकांच्या किरणोत्सर्गी समस्थानिकांच्या अणू केंद्रकांच्या क्षय दरम्यान उद्भवतात.

स्लाइड क्रमांक 13

अल्फा विकिरण

अल्फा कण हेलियम न्यूक्लीमध्ये उच्च उर्जेसह सकारात्मक चार्ज केलेले असतात.

स्लाइड क्रमांक 14

अल्फा कणाद्वारे पदार्थाचे आयनीकरण

जेव्हा अल्फा कण इलेक्ट्रॉनच्या अगदी जवळून जातो तेव्हा तो त्याला आकर्षित करतो आणि त्याला त्याच्या सामान्य कक्षेतून बाहेर काढू शकतो. अणू एक इलेक्ट्रॉन गमावतो आणि अशा प्रकारे सकारात्मक चार्ज केलेले आयन बनतो.

अणूच्या आयनीकरणासाठी अंदाजे 30-35 eV (इलेक्ट्रॉन व्होल्ट) ऊर्जा लागते. अशाप्रकारे, अल्फा कण ज्याच्या हालचालीच्या सुरुवातीला 5,000,000 eV उर्जा असते, तो विश्रांतीच्या स्थितीत जाण्यापूर्वी 100,000 हून अधिक आयन तयार करण्याचा स्त्रोत बनू शकतो.

अल्फा कणांचे वस्तुमान इलेक्ट्रॉनच्या वस्तुमानाच्या 7,000 पट असते. अल्फा कणांचे मोठे वस्तुमान पदार्थाच्या आयनीकरणादरम्यान अणूंच्या इलेक्ट्रॉन शेलमधून त्यांच्या मार्गाचा सरळपणा निर्धारित करते.

अल्फा कण त्याच्यामधून जात असताना पदार्थाच्या अणूंमधून घेतलेल्या प्रत्येक इलेक्ट्रॉनसाठी त्याच्या मूळ उर्जेचा एक छोटासा अंश गमावतो. अल्फा कणाची गतिज ऊर्जा आणि त्याचा वेग सतत कमी होत आहे. जेव्हा सर्व गतिज ऊर्जा वापरली जाते, तेव्हा अल्फा कण विश्रांती घेतो. त्या क्षणी, ते दोन इलेक्ट्रॉन कॅप्चर करेल आणि, हेलियम अणूमध्ये रूपांतरित झाल्यानंतर, पदार्थाचे आयनीकरण करण्याची क्षमता गमावेल.

स्लाइड क्रमांक 15

बीटा रेडिएशन

बीटा रेडिएशन ही अणूच्या केंद्रकातून थेट इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करण्याची प्रक्रिया आहे. जेव्हा न्यूट्रॉन प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉनमध्ये क्षय होतो तेव्हा न्यूक्लियसमधील इलेक्ट्रॉन तयार होतो. प्रोटॉन न्यूक्लियसमध्ये राहतो तर इलेक्ट्रॉन बीटा रेडिएशन म्हणून उत्सर्जित होतो.

स्लाइड क्रमांक 16

बीटा कणाद्वारे पदार्थाचे आयनीकरण

एक बी-कण स्थिर रासायनिक घटकाच्या कक्षीय इलेक्ट्रॉनांपैकी एक बाहेर पाडतो. या दोन इलेक्ट्रॉनमध्ये समान विद्युत चार्ज आणि वस्तुमान आहे. म्हणून, भेटल्यानंतर, इलेक्ट्रॉन एकमेकांना मागे टाकतील, त्यांच्या गतीच्या सुरुवातीच्या दिशा बदलतील.

जेव्हा अणू इलेक्ट्रॉन गमावतो तेव्हा ते सकारात्मक चार्ज केलेले आयन बनते.

स्लाइड क्रमांक 17

गामा विकिरण

गामा रेडिएशन अल्फा आणि बीटा रेडिएशन सारख्या कणांनी बनलेले नाही. हे, सूर्याच्या प्रकाशाप्रमाणे, एक विद्युत चुंबकीय लहरी आहे. गॅमा रेडिएशन हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक (फोटॉन) रेडिएशन आहे, ज्यामध्ये गॅमा क्वांटाचा समावेश असतो आणि न्यूक्लीयच्या उत्तेजित अवस्थेतून ग्राउंड अवस्थेत आण्विक प्रतिक्रिया किंवा कणांच्या उच्चाटन दरम्यान उत्सर्जित होतो. या किरणोत्सर्गामध्ये प्रकाश आणि रेडिओ लहरींपेक्षा खूपच कमी तरंगलांबी असल्यामुळे या रेडिएशनमध्ये उच्च भेदक शक्ती असते. गॅमा रेडिएशनची ऊर्जा मोठ्या मूल्यांपर्यंत पोहोचू शकते आणि गॅमा किरणांच्या प्रसाराची गती प्रकाशाच्या वेगाइतकी असते. नियमानुसार, गॅमा रेडिएशन अल्फा आणि बीटा रेडिएशनसह असते, कारण निसर्गात व्यावहारिकपणे कोणतेही अणू नसतात जे केवळ गॅमा किरण उत्सर्जित करतात. गामा किरणोत्सर्ग हे क्ष-किरणांसारखेच असते, परंतु उत्पत्ती, विद्युत चुंबकीय तरंगलांबी आणि वारंवारता यानुसार ते वेगळे असते.

अर्ध-आयुष्य

अर्धे आयुष्यक्वांटम यांत्रिक प्रणाली (कण, केंद्रक, अणू, ऊर्जा पातळी इ.) - वेळ ट½ , ज्या दरम्यान प्रणाली 1/2 संभाव्यतेसह खराब होते. जर स्वतंत्र कणांच्या जोडणीचा विचार केला तर अर्ध्या आयुष्याच्या कालावधीत जिवंत कणांची संख्या सरासरी 2 पट कमी होईल. हा शब्द केवळ वेगाने क्षय होणाऱ्या प्रणालींना लागू होतो.

सुरुवातीच्या क्षणी घेतलेले सर्व कण दोन अर्ध्या आयुष्यात क्षय होतील असे मानू नये. प्रत्येक अर्ध-आयुष्य वेळेत 2 मध्ये, जिवंत कणांची संख्या अर्धवट करते ट 3 साठी ½ कणांच्या प्रारंभिक संख्येच्या एक चतुर्थांश राहील ट½ - एक आठवा, इ. सर्वसाधारणपणे, जिवंत कणांचा अंश (किंवा, अधिक अचूकपणे, जिवंत राहण्याची संभाव्यता pदिलेल्या कणासाठी) वेळेवर अवलंबून असते टखालील प्रकारे:

अर्ध-आयुष्य, सरासरी आजीवन τ आणि क्षय स्थिरांक λ खालील संबंधांद्वारे संबंधित आहेत:

.

ln2 = 0.693… पासून, अर्ध-आयुष्य आयुष्यापेक्षा 30% कमी आहे.

कधीकधी अर्ध्या आयुष्याला क्षय अर्ध-जीवन देखील म्हणतात.

उदाहरण

जर आपण दिलेल्या क्षणासाठी किरणोत्सर्गी परिवर्तन करण्यास सक्षम असलेल्या केंद्रकांची संख्या निश्चित केली तर एन, आणि नंतर वेळ मध्यांतर ट 2 - ट 1, कुठे ट 1 आणि ट 2 - अगदी जवळच्या वेळा ( ट 1 < ट 2), आणि या कालावधीत क्षय झालेल्या अणू केंद्रकांची संख्या n, नंतर n = के.एन(ट 2 - टएक). समानुपातिकतेचा गुणांक कुठे आहे के = 0,693/ट½ ला क्षय स्थिरांक म्हणतात. जर आपण फरक स्वीकारला तर ( ट 2 - ट 1) एक बरोबर, म्हणजे, निरीक्षण वेळ मध्यांतर एक बरोबर आहे के = n/एनआणि, परिणामी, क्षय स्थिरांक अणु केंद्रकांच्या उपलब्ध संख्येचा अंश दर्शवितो ज्याचा प्रति युनिट वेळेत क्षय होतो. परिणामी, क्षय अशा प्रकारे होतो की उपलब्ध संख्येच्या अणू केंद्रकांच्या समान अंशाचा प्रति युनिट वेळेत क्षय होतो, जो घातांकीय क्षयचा नियम ठरवतो.

वेगवेगळ्या समस्थानिकांसाठी अर्ध-जीवनाची मूल्ये भिन्न आहेत; काहींसाठी, विशेषत: वेगाने क्षय होत असलेल्या लोकांसाठी, अर्ध-आयुष्य सेकंदाच्या दशलक्षांश इतके असू शकते आणि काही समस्थानिकांसाठी, जसे की युरेनियम 238 आणि थोरियम 232, ते अनुक्रमे 4.498 * 10 9 आणि 1.389 * 10 10 वर्षांच्या समान आहे. दिलेल्या प्रमाणात युरेनियममध्ये परिवर्तन होत असलेल्या युरेनियम 238 अणूंची संख्या मोजणे सोपे आहे, उदाहरणार्थ, एका सेकंदात एक किलोग्रॅम. ग्राममधील कोणत्याही घटकाचे प्रमाण, संख्यात्मकदृष्ट्या अणू वजनाच्या बरोबरीचे, 6.02 * 10 23 अणू असतात. म्हणून, वरील सूत्रानुसार n = के.एन(ट 2 - ट 1) एका सेकंदात 365 * 24 * 60 * 60 सेकंद असतात हे लक्षात ठेवून एका सेकंदात एक किलोग्रॅममध्ये क्षय झालेल्या युरेनियमच्या अणूंची संख्या शोधा,

गणनेमुळे असे दिसून येते की एक किलोग्रॅम युरेनियममध्ये, एका सेकंदात बारा दशलक्ष अणूंचा क्षय होतो. एवढी मोठी संख्या असूनही परिवर्तनाचा दर अजूनही नगण्य आहे. खरंच, युरेनियमचा खालील भाग प्रति सेकंद क्षय होतो:

अशा प्रकारे, युरेनियमच्या उपलब्ध रकमेतून, त्याचा अंश समान आहे

किरणोत्सर्गी क्षय च्या मूलभूत नियमाकडे पुन्हा वळणे के.एन(ट 2 - ट 1), म्हणजे, अणू केंद्रकांच्या उपलब्ध संख्येपैकी, प्रत्येक युनिट वेळेस त्यांचा फक्त एक आणि समान अंश क्षय होतो आणि, एकमेकांपासून कोणत्याही पदार्थात अणू केंद्रकांचे पूर्ण स्वातंत्र्य लक्षात घेऊन, आपण असे म्हणू शकतो की हा कायदा या अर्थाने सांख्यिकीय आहे की दिलेल्या कालावधीत कोणत्या अणू केंद्रकांचा क्षय होईल हे तो सूचित करत नाही, परंतु केवळ त्यांची संख्या सांगते. निःसंशयपणे, हा कायदा केवळ अशाच बाबतीत वैध आहे जेव्हा केंद्रकांची उपलब्ध संख्या खूप मोठी असते. काही अणू केंद्रके पुढच्या क्षणी क्षय होतील, तर इतर केंद्रके खूप नंतर बदल घडवून आणतील, म्हणून जेव्हा किरणोत्सर्गी अणू केंद्रकांची उपलब्ध संख्या तुलनेने कमी असते, तेव्हा किरणोत्सर्गी क्षय नियम पूर्णपणे समाधानी नसू शकतात.

अर्धवट जीवन

जर अर्ध-जीवन असलेली प्रणाली ट 1/2 अनेक चॅनेलद्वारे क्षय होऊ शकतो, त्यापैकी प्रत्येकासाठी ते निश्चित करणे शक्य आहे अर्धवट जीवन. द्वारे क्षय संभाव्यता द्या i-थ चॅनेल (शाखा घटक) च्या समान आहे pi. नंतरचे अर्धवट आयुष्य i-th चॅनेल समान आहे

आंशिक हा अर्धायुष्याचा अर्थ आहे जो अपवाद वगळता सर्व क्षय चॅनेल "बंद" केले असल्यास दिलेल्या प्रणालीला मिळेल iव्या व्याख्येनुसार, नंतर कोणत्याही क्षय चॅनेलसाठी.

अर्ध-जीवन स्थिरता

सर्व निरीक्षण केलेल्या प्रकरणांमध्ये (इलेक्ट्रॉन कॅप्चरद्वारे नष्ट होणारे काही समस्थानिक वगळता), अर्ध-आयुष्य स्थिर होते (कालावधीतील बदलाचे वेगळे अहवाल अपर्याप्त प्रायोगिक अचूकतेमुळे होते, विशेषतः, अत्यंत सक्रिय समस्थानिकांपासून अपूर्ण शुद्धीकरण). या संदर्भात, अर्ध-जीवन अपरिवर्तित मानले जाते. या आधारावर, खडकांच्या परिपूर्ण भौगोलिक वयाचे निर्धारण तसेच जैविक अवशेषांचे वय निर्धारित करण्यासाठी रेडिओकार्बन पद्धत तयार केली गेली आहे.

अर्ध-जीवनाच्या परिवर्तनशीलतेची धारणा सृष्टीवादी, तसेच तथाकथित प्रतिनिधींद्वारे वापरली जाते. अशा डेटिंगचा वापर करून तयार केलेल्या वैज्ञानिक सिद्धांतांचे खंडन करण्यासाठी खडक, सजीवांचे अवशेष आणि ऐतिहासिक शोध यांच्या वैज्ञानिक डेटिंगचे खंडन करण्यासाठी "पर्यायी विज्ञान". (उदाहरणार्थ, सृजनवाद, वैज्ञानिक निर्मितीवाद, उत्क्रांतीवादाची टीका, ट्यूरिनचे आच्छादन हे लेख पहा).

इलेक्ट्रॉन कॅप्चरसाठी क्षय स्थिरांकाची परिवर्तनशीलता प्रायोगिकरित्या पाहिली गेली आहे, परंतु ती प्रयोगशाळेत उपलब्ध असलेल्या दाब आणि तापमानाच्या संपूर्ण श्रेणीमध्ये टक्केवारीच्या आत आहे. या प्रकरणातील अर्ध-जीवन दाब आणि तापमानावर न्यूक्लियसच्या परिसरातील ऑर्बिटल इलेक्ट्रॉनच्या वेव्ह फंक्शनच्या घनतेच्या काही (त्याऐवजी कमकुवत) अवलंबित्वामुळे बदलते. सशक्त आयनीकृत अणूंसाठी देखील क्षय स्थिरतेमध्ये लक्षणीय बदल दिसून आले (अशा प्रकारे, पूर्ण आयनीकृत केंद्रकांच्या मर्यादित प्रकरणात, न्यूक्लियस मुक्त प्लाझ्मा इलेक्ट्रॉन्सशी संवाद साधते तेव्हाच इलेक्ट्रॉन कॅप्चर होऊ शकते; याव्यतिरिक्त, क्षय, ज्याला तटस्थतेसाठी परवानगी आहे. अणू, काही प्रकरणांमध्ये जोरदार ionized अणूंना गतिमानपणे प्रतिबंधित केले जाऊ शकते). क्षय स्थिरांक बदलण्याचे हे सर्व पर्याय, अर्थातच, रेडिओक्रोनोलॉजिकल डेटिंगचा “नकार” करण्यासाठी वापरला जाऊ शकत नाही, कारण बहुतेक समस्थानिक-क्रोनोमीटरसाठी रेडिओक्रोनोमेट्रिक पद्धतीची त्रुटी एका टक्क्यापेक्षा जास्त आहे आणि पृथ्वीवरील नैसर्गिक वस्तूंमध्ये उच्च आयनीकृत अणू असू शकत नाहीत. कितीही काळ अस्तित्वात आहे..

किरणोत्सर्गीतेच्या अभ्यासाचा इतिहास 1 मार्च 1896 रोजी सुरू झाला, जेव्हा एका प्रसिद्ध फ्रेंच शास्त्रज्ञाने चुकून युरेनियम क्षारांच्या किरणोत्सर्गात विचित्रता शोधून काढली. असे दिसून आले की नमुन्यासह त्याच बॉक्समध्ये असलेल्या फोटोग्राफिक प्लेट्स प्रकाशित झाल्या आहेत. युरेनियमच्या विचित्र, अत्यंत भेदक किरणोत्सर्गामुळे हे घडले. हा गुणधर्म नियतकालिक सारणी पूर्ण करणाऱ्या सर्वात जड घटकांमध्ये आढळून आला. त्याला ‘रेडिओअॅक्टिव्हिटी’ असे नाव देण्यात आले.

आम्ही रेडिओएक्टिव्हिटीची वैशिष्ट्ये ओळखतो

ही प्रक्रिया म्हणजे मूलद्रव्याच्या समस्थानिकेच्या अणूचे उत्स्फूर्त रूपांतर दुसर्‍या समस्थानिकेत एकाचवेळी प्राथमिक कण (इलेक्ट्रॉन, हेलियम अणूंचे केंद्रक) सोडणे. अणूंचे परिवर्तन उत्स्फूर्त झाले, बाहेरून ऊर्जा शोषण्याची आवश्यकता नाही. कोर्स दरम्यान ऊर्जा सोडण्याची प्रक्रिया दर्शविणारी मुख्य मात्रा क्रियाकलाप म्हणतात.

किरणोत्सर्गी नमुन्याची क्रिया ही प्रति युनिट वेळेच्या दिलेल्या नमुन्याच्या क्षयांची संभाव्य संख्या असते. मापनाच्या आंतरराष्ट्रीय) एककामध्ये, त्याला बेकरेल (Bq) म्हणतात. 1 बेकरेलमध्ये, अशा नमुन्याची क्रिया घेतली जाते, ज्यामध्ये, प्रति सेकंद सरासरी 1 क्षय होतो.

A=λN, जेथे λ हा क्षय स्थिरांक आहे, N ही नमुन्यातील सक्रिय अणूंची संख्या आहे.

α, β, γ-decays वाटप करा. संबंधित समीकरणांना विस्थापन नियम म्हणतात:

रेडिओएक्टिव्हिटीमध्ये वेळ मध्यांतर

या विशिष्ट अणूसाठी कणाचा ब्रेकअप क्षण निश्चित केला जाऊ शकत नाही. त्याच्यासाठी, हा पॅटर्नपेक्षा "अपघात" आहे. या प्रक्रियेचे वैशिष्ट्य दर्शविणारी उर्जा सोडणे ही नमुन्याची क्रिया म्हणून परिभाषित केली जाते.

त्यात काळानुरूप बदल होत असल्याचे दिसून आले आहे. जरी वैयक्तिक घटक किरणोत्सर्गाच्या डिग्रीची आश्चर्यकारक स्थिरता दर्शवितात, परंतु असे पदार्थ आहेत ज्यांची क्रिया बर्‍याच वेळा कमी कालावधीत कमी होते. आश्चर्यकारक विविधता! या प्रक्रियांमध्ये नमुना शोधणे शक्य आहे का?

हे स्थापित केले गेले आहे की असा एक काळ असतो ज्या दरम्यान दिलेल्या नमुन्यातील अर्धे अणू कुजतात. या वेळेच्या मध्यांतराला "अर्ध-जीवन" म्हणतात. ही संकल्पना मांडण्याचा अर्थ काय?

अर्धे आयुष्य?

असे दिसते की एका कालावधीच्या बरोबरीच्या काळात, दिलेल्या नमुन्याच्या सर्व सक्रिय अणूंपैकी निम्मे क्षय होते. पण याचा अर्थ असा आहे की दोन अर्ध्या आयुष्याच्या काळात, सर्व सक्रिय अणू पूर्णपणे नष्ट होतील? अजिबात नाही. ठराविक क्षणानंतर, अर्धे किरणोत्सर्गी घटक नमुन्यात राहतात, त्याच कालावधीनंतर, उर्वरित अणूंचा अर्धा क्षय होतो, इत्यादी. या प्रकरणात, रेडिएशन दीर्घकाळ टिकून राहते, लक्षणीय अर्ध-आयुष्य ओलांडते. याचा अर्थ असा की किरणोत्सर्गाची पर्वा न करता नमुन्यात सक्रिय अणू टिकून राहतात

अर्ध-जीवन हे एक मूल्य आहे जे केवळ दिलेल्या पदार्थाच्या गुणधर्मांवर अवलंबून असते. अनेक ज्ञात किरणोत्सर्गी समस्थानिकांसाठी प्रमाणाचे मूल्य निश्चित केले गेले आहे.

सारणी: "व्यक्तिगत समस्थानिकांचे क्षय अर्ध-जीवन"

अर्धे आयुष्य प्रायोगिकरित्या निर्धारित केले गेले. प्रयोगशाळेच्या अभ्यासात, क्रियाकलाप वारंवार मोजला जातो. प्रयोगशाळेचे नमुने कमीत कमी आकाराचे असल्याने (संशोधकाची सुरक्षितता सर्वोपरि आहे), प्रयोग वेगवेगळ्या वेळेच्या अंतराने केला जातो, अनेक वेळा पुनरावृत्ती होते. हे पदार्थांच्या क्रियाकलापांमधील बदलांच्या नियमिततेवर आधारित आहे.

अर्ध-आयुष्य निश्चित करण्यासाठी, दिलेल्या नमुन्याची क्रिया ठराविक वेळेच्या अंतराने मोजली जाते. हे पॅरामीटर क्षय झालेल्या अणूंच्या संख्येशी संबंधित आहे हे लक्षात घेऊन, किरणोत्सर्गी क्षय कायद्याचा वापर करून, अर्ध-आयुष्य निर्धारित केले जाते.

आयसोटोपसाठी उदाहरण व्याख्या

दिलेल्या वेळेत अभ्यास केलेल्या समस्थानिकेच्या सक्रिय घटकांची संख्या N च्या बरोबरीची असू द्या, ज्या कालावधीत निरीक्षण केले जाते तो कालावधी t 2 - t 1, जेथे निरीक्षणाच्या सुरुवातीचे आणि शेवटचे क्षण जवळ आहेत. पुरेसा. समजू या की n ही दिलेल्या वेळेच्या अंतराने क्षय झालेल्या अणूंची संख्या आहे, नंतर n = KN(t 2 - t 1).

या अभिव्यक्तीमध्ये, K \u003d 0.693 / T½ हे आनुपातिकता गुणांक आहे, ज्याला क्षय स्थिरांक म्हणतात. T½ हे समस्थानिकाचे अर्धे आयुष्य आहे.

वेळ मध्यांतर एक युनिट म्हणून घेऊ. या स्थितीत, K = n/N हा समस्थानिक केंद्रकाचा अपूर्णांक दर्शवतो जो प्रति युनिट वेळेचा क्षय होतो.

क्षय स्थिरांकाचे मूल्य जाणून घेतल्यास, क्षय हाफ-लाइफ देखील निर्धारित करू शकतो: T½ = 0.693/K.

यावरून असे दिसून येते की वेळेच्या प्रति युनिट सक्रिय अणूंची ठराविक संख्या नाही तर त्यांचे विशिष्ट प्रमाण.

किरणोत्सर्गी क्षय कायदा (LRR)

अर्ध-जीवन हा आरआरआरचा आधार आहे. फ्रेडरिको सोडी आणि अर्नेस्ट रदरफोर्ड यांनी 1903 मध्ये प्रायोगिक अभ्यासाच्या परिणामांवर आधारित नमुना तयार केला होता. हे आश्चर्यकारक आहे की 20 व्या शतकाच्या सुरुवातीच्या परिस्थितीत परिपूर्ण नसलेल्या उपकरणांसह अनेक मोजमाप केल्याने अचूक आणि न्याय्य परिणाम झाला. तो रेडिओएक्टिव्हिटीच्या सिद्धांताचा आधार बनला. किरणोत्सर्गी क्षय च्या नियमाची गणिती नोटेशन घेऊ.

दिलेल्या वेळी N 0 ही सक्रिय अणूंची संख्या मानू. वेळ मध्यांतर t निघून गेल्यानंतर, N घटक सडलेले राहतील.

अर्ध-आयुष्याच्या बरोबरीने, सक्रिय घटकांपैकी नेमके अर्धे राहतील: N=N 0/2.

दुसर्‍या अर्ध-जीवन कालावधीनंतर, खालील नमुन्यात राहते: N=N 0 /4=N 0 /2 2 सक्रिय अणू.

वेळ निघून गेल्यानंतर, आणखी एका अर्ध-आयुष्याच्या बरोबरीने, नमुना फक्त वाचवेल: N=N 0 /8=N 0 /2 3 .

जेव्हा n अर्धे आयुष्य निघून जाईल, तेव्हा N=N 0/2 n सक्रिय कण नमुन्यात राहतील. या अभिव्यक्तीमध्ये, n=t/T½: अभ्यासाच्या वेळेचे अर्ध-जीवनाचे गुणोत्तर.

ZRR ची गणितीय अभिव्यक्ती थोडी वेगळी आहे, समस्या सोडवण्यासाठी अधिक सोयीस्कर: N=N 0 2 - t/ T½.

नियमिततेमुळे अर्ध्या आयुष्याव्यतिरिक्त, सक्रिय समस्थानिकाच्या अणूंची संख्या निश्चित करणे शक्य होते जे दिलेल्या वेळी क्षय झाले नाहीत. निरीक्षणाच्या सुरुवातीला नमुना अणूंची संख्या जाणून घेतल्यास, काही काळानंतर दिलेल्या तयारीचे आयुष्य निश्चित करणे शक्य आहे.

किरणोत्सर्गी क्षय कायद्याचे सूत्र काही पॅरामीटर्स उपस्थित असल्यासच अर्धे आयुष्य निश्चित करण्यात मदत करते: नमुन्यातील सक्रिय समस्थानिकांची संख्या, जी शोधणे खूप कठीण आहे.

कायद्याचे परिणाम

क्रियाशीलता आणि औषधाच्या अणूंचे वस्तुमान या संकल्पना वापरून तुम्ही RRR सूत्र लिहू शकता.

क्रियाकलाप किरणोत्सर्गी अणूंच्या संख्येच्या प्रमाणात आहे: A=A 0 .2 -t/T. या सूत्रात, A 0 ही सुरुवातीच्या वेळी नमुन्याची क्रिया आहे, A ही t सेकंदांनंतरची क्रिया आहे, T हा अर्धायुष्य आहे.

पदार्थाचे वस्तुमान नियमिततेमध्ये वापरले जाऊ शकते: m=m 0 .2 -t/T

कोणत्याही समान कालावधी दरम्यान, दिलेल्या तयारीमध्ये असलेल्या किरणोत्सर्गी अणूंचे अगदी समान प्रमाणात क्षय होते.

कायद्याच्या लागू होण्याच्या मर्यादा

प्रत्येक अर्थाने कायदा सांख्यिकीय आहे, सूक्ष्म जगामध्ये होणार्‍या प्रक्रियांचे निर्धारण करतो. हे स्पष्ट आहे की किरणोत्सर्गी घटकांचे अर्धे आयुष्य हे सांख्यिकीय मूल्य आहे. अणु केंद्रकातील घटनांचे संभाव्य स्वरूप सूचित करते की अनियंत्रित केंद्रक कोणत्याही क्षणी विभक्त होऊ शकतो. एखाद्या घटनेचा अंदाज लावणे अशक्य आहे; एखादी व्यक्ती केवळ दिलेल्या क्षणी त्याची संभाव्यता निश्चित करू शकते. परिणामी, अर्धे आयुष्य निरर्थक आहे:

• एका अणूसाठी;
• किमान वस्तुमानाच्या नमुन्यासाठी.

अणू जीवनकाळ

अणूचे त्याच्या मूळ स्थितीत अस्तित्व एक सेकंद किंवा कदाचित लाखो वर्षे टिकू शकते. या कणाच्या आयुष्याविषयीही बोलण्याची गरज नाही. अणूंच्या जीवनकाळाच्या सरासरी मूल्याच्या समान मूल्याचा परिचय करून, आपण किरणोत्सर्गी समस्थानिकेच्या अणूंच्या अस्तित्वाबद्दल, किरणोत्सर्गी क्षयच्या परिणामांबद्दल बोलू शकतो. अणूच्या न्यूक्लियसचे अर्धे आयुष्य दिलेल्या अणूच्या गुणधर्मांवर अवलंबून असते आणि इतर प्रमाणांवर अवलंबून नसते.

समस्येचे निराकरण करणे शक्य आहे का: सरासरी आयुष्य जाणून अर्ध-आयुष्य कसे शोधायचे?

अर्ध-जीवन निश्चित करण्यासाठी, अणूचे सरासरी आयुष्य आणि क्षय स्थिरांक यांच्यातील संबंधाचे सूत्र कमी मदत करत नाही.

τ= T 1/2 / ln2= T 1/2 / 0.693=1/ λ.

या नोटेशनमध्ये, τ हा सरासरी आजीवन आहे, λ हा क्षय स्थिर आहे.

अर्ध्या आयुष्याचा वापर

वैयक्तिक नमुन्यांचे वय निर्धारित करण्यासाठी ZRR चा वापर 20 व्या शतकाच्या शेवटी अभ्यासांमध्ये व्यापक झाला. जीवाश्म कलाकृतींचे वय ठरवण्याची अचूकता इतकी वाढली आहे की ते बीसी सहस्राब्दीच्या जीवनकाळाची कल्पना देऊ शकते.

जीवाश्म सेंद्रिय नमुने सर्व जीवांमध्ये असलेल्या कार्बन -14 (कार्बनचा किरणोत्सर्गी समस्थानिक) च्या क्रियाकलापांमधील बदलांवर आधारित आहेत. ते चयापचय प्रक्रियेत सजीवांमध्ये प्रवेश करते आणि विशिष्ट एकाग्रतेमध्ये त्यात समाविष्ट असते. मृत्यूनंतर, वातावरणासह पदार्थांची देवाणघेवाण थांबते. किरणोत्सर्गी कार्बनची एकाग्रता नैसर्गिक क्षयमुळे कमी होते, क्रियाकलाप प्रमाणानुसार कमी होतो.

अर्ध-जीवन सारखे मूल्य असल्यास, किरणोत्सर्गी क्षय कायद्याचे सूत्र जीवाचे जीवन समाप्त झाल्यापासून वेळ निश्चित करण्यात मदत करते.

किरणोत्सर्गी परिवर्तनाची साखळी

किरणोत्सर्गी अभ्यास प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत केले गेले. किरणोत्सर्गी घटकांची तास, दिवस आणि वर्षांपर्यंत सक्रिय राहण्याची अद्भुत क्षमता विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीच्या भौतिकशास्त्रज्ञांना आश्चर्यचकित करू शकली नाही. अभ्यास, उदाहरणार्थ, थोरियमचे, अनपेक्षित परिणामांसह होते: बंद एम्पौलमध्ये, त्याची क्रिया लक्षणीय होती. थोड्याशा श्वासात ती पडली. निष्कर्ष सोपा निघाला: थोरियमचे परिवर्तन रेडॉन (गॅस) च्या प्रकाशनासह होते. किरणोत्सर्गी प्रक्रियेतील सर्व घटक पूर्णपणे भिन्न पदार्थात बदलतात, जे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमध्ये भिन्न असतात. हा पदार्थ, यामधून, देखील अस्थिर आहे. सध्या, समान परिवर्तनांच्या तीन मालिका ज्ञात आहेत.

अणु आणि आण्विक संशोधन किंवा आपत्तींच्या दरम्यान दूषित झोनच्या दुर्गमतेची वेळ निश्चित करण्यासाठी अशा परिवर्तनांचे ज्ञान अत्यंत महत्वाचे आहे. प्लुटोनियमचे अर्ध-जीवन - त्याच्या समस्थानिकेवर अवलंबून - 86 वर्षे (पु 238) ते 80 दशलक्ष वर्षे (पु 244) पर्यंत असते. प्रत्येक समस्थानिकेची एकाग्रता प्रदेशाच्या निर्जंतुकीकरणाच्या कालावधीची कल्पना देते.

सर्वात महाग धातू

हे ज्ञात आहे की आमच्या काळात सोने, चांदी आणि प्लॅटिनमपेक्षा जास्त महाग धातू आहेत. त्यात प्लुटोनियमचा समावेश आहे. विशेष म्हणजे उत्क्रांतीच्या प्रक्रियेत तयार झालेले प्लुटोनियम निसर्गात आढळत नाही. बहुतेक घटक प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत प्राप्त झाले. आण्विक अणुभट्ट्यांमध्ये प्लुटोनियम-239 च्या शोषणामुळे ते आजकाल अत्यंत लोकप्रिय झाले आहे. अणुभट्ट्यांमध्ये वापरण्यासाठी या समस्थानिकेची पुरेशी मात्रा मिळवणे हे व्यावहारिकदृष्ट्या अमूल्य बनवते.

प्लुटोनियम-२३९ हे युरेनियम-२३९ च्या नेपट्यूनियम-२३९ (अर्ध-जीवन- ५६ तास) मध्ये परिवर्तनाच्या साखळीच्या परिणामी नैसर्गिक परिस्थितीत मिळते. तत्सम साखळीमुळे अणुभट्ट्यांमध्ये प्लुटोनियम जमा करणे शक्य होते. आवश्यक रक्कम दिसण्याचा दर नैसर्गिक एक अब्ज पटीने जास्त आहे.

ऊर्जा अर्ज

आपण अणुऊर्जेच्या कमतरतेबद्दल आणि मानवजातीच्या "विचित्रपणा" बद्दल बरेच काही बोलू शकता, जे त्याच्या स्वत: च्या प्रकारचा नाश करण्यासाठी जवळजवळ कोणत्याही शोधाचा वापर करतात. भाग घेण्यास सक्षम असलेल्या प्लुटोनियम-२३९ च्या शोधामुळे त्याचा शांततापूर्ण ऊर्जेचा स्रोत म्हणून वापर करणे शक्य झाले आहे. युरेनियम-२३५, जे प्लुटोनियमचे अॅनालॉग आहे, पृथ्वीवर अत्यंत दुर्मिळ आहे; प्लुटोनियम मिळवण्यापेक्षा ते वेगळे करणे अधिक कठीण आहे.

पृथ्वीचे वय

किरणोत्सर्गी घटकांच्या समस्थानिकांचे रेडिओआयसोटोप विश्लेषण विशिष्ट नमुन्याच्या आयुष्याची अधिक अचूक कल्पना देते.

पृथ्वीच्या कवचामध्ये असलेल्या "युरेनियम - थोरियम" च्या परिवर्तनाच्या साखळीचा वापर केल्याने आपल्या ग्रहाचे वय निश्चित करणे शक्य होते. संपूर्ण पृथ्वीच्या कवचामध्ये या घटकांची सरासरी टक्केवारी या पद्धतीचा आधार आहे. ताज्या आकडेवारीनुसार, पृथ्वीचे वय 4.6 अब्ज वर्षे आहे.

क्षय अवस्थेत असलेल्या पदार्थाचे अर्धे आयुष्य म्हणजे ज्या काळात या पदार्थाचे प्रमाण निम्म्याने कमी होईल. हा शब्द मूलतः युरेनियम किंवा प्लुटोनियम सारख्या किरणोत्सर्गी घटकांच्या क्षयचे वर्णन करण्यासाठी वापरला गेला होता, परंतु सर्वसाधारणपणे तो एका सेट किंवा घातांक दराने क्षय होत असलेल्या कोणत्याही पदार्थासाठी वापरला जाऊ शकतो. क्षय होण्याचा दर जाणून घेऊन तुम्ही कोणत्याही पदार्थाच्या अर्ध्या आयुष्याची गणना करू शकता, जे पदार्थाची सुरुवातीची रक्कम आणि ठराविक कालावधीनंतर पदार्थाची रक्कम यांच्यातील फरक आहे. पदार्थाच्या अर्ध्या आयुष्याची त्वरीत आणि सहज गणना कशी करायची ते शोधण्यासाठी वाचा.

पायऱ्या

अर्ध्या आयुष्याची गणना

1. ठराविक कालावधीनंतर शिल्लक असलेल्या पदार्थाच्या प्रमाणात एका वेळी पदार्थाचे प्रमाण विभाजित करा.

   • अर्ध्या आयुष्याची गणना करण्यासाठी सूत्र: t 1/2 = t * ln(2)/ln(N 0 /N t)
   • या सूत्रात: t ही निघून गेलेली वेळ आहे, N 0 ही पदार्थाची प्रारंभिक रक्कम आहे आणि N t ही निघून गेलेल्या वेळेनंतरची रक्कम आहे.
   • उदाहरणार्थ, जर प्रारंभिक परिमाण 1500 ग्रॅम असेल आणि अंतिम खंड 1000 ग्रॅम असेल, तर प्रारंभिक प्रमाण भागिले अंतिम खंड 1.5 आहे. समजू की निघून गेलेली वेळ 100 मिनिटे आहे, म्हणजे (t) = 100 मिनिटे.

2. मागील चरणात मिळालेल्या संख्येच्या (लॉग) बेस 10 लॉगरिदमची गणना करा.हे करण्यासाठी, वैज्ञानिक कॅल्क्युलेटरमध्ये परिणामी संख्या प्रविष्ट करा, आणि नंतर लॉग बटण दाबा, किंवा लॉग (1.5) प्रविष्ट करा आणि परिणाम मिळविण्यासाठी समान चिन्ह दाबा.

   • दिलेल्या बेसच्या संदर्भात संख्येचा लॉगॅरिथम हा घातांक असतो ज्यावर ही संख्या मिळवण्यासाठी बेस वाढवणे आवश्यक आहे (म्हणजेच बेसला स्वतःहून गुणाकार करणे आवश्यक आहे) बेस 10 बेस 10 लॉगरिदममध्ये वापरला जातो. कॅल्क्युलेटरवरील लॉग बटण बेस 10 लॉगरिदमशी संबंधित आहे. काही कॅल्क्युलेटर ln च्या नैसर्गिक लॉगरिदमची गणना करतात.
   • जेव्हा log(1.5) = 0.176, याचा अर्थ 1.5 चा बेस 10 लॉगरिथम 0.176 आहे. म्हणजेच, जर 10 संख्या 0.176 च्या पॉवरवर वाढवली तर तुम्हाला 1.5 मिळेल.

3. निघून गेलेला वेळ 2 च्या दशांश लॉगरिथमने गुणाकार करा.जर तुम्ही कॅल्क्युलेटरवर लॉग(2) ची गणना केली तर तुम्हाला 0.30103 मिळेल. लक्षात घ्या की गेलेली वेळ 100 मिनिटे आहे.

   • उदाहरणार्थ, निघून गेलेली वेळ 100 मिनिटे असल्यास, 100 ला 0.30103 ने गुणा. निकाल 30.103 लागला.

4. तिसऱ्या चरणात मिळालेल्या संख्येला दुसऱ्या चरणात मोजलेल्या संख्येने विभाजित करा.

   • उदाहरणार्थ, जर 30.103 ला 0.176 ने भागले तर परिणाम 171.04 आहे. अशा प्रकारे, आम्ही पदार्थाचे अर्ध-आयुष्य प्राप्त केले आहे, जे तिसऱ्या चरणात वापरलेल्या वेळेच्या एककांमध्ये व्यक्त केले आहे.

5. तयार.आता तुम्ही या समस्येसाठी अर्ध-आयुष्य मोजले आहे, तुम्हाला या वस्तुस्थितीकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे की आम्ही गणनेसाठी दशांश लॉगरिथम वापरला आहे, परंतु तुम्ही ln चा नैसर्गिक लॉगरिथम देखील वापरू शकता - परिणाम समान असेल. आणि, खरं तर, अर्ध-जीवनाची गणना करताना, नैसर्गिक लॉगरिथम अधिक वेळा वापरला जातो.

   • म्हणजेच, तुम्हाला नैसर्गिक लॉगरिदमची गणना करणे आवश्यक आहे: ln(1.5) (परिणाम 0.405) आणि ln(2) (परिणाम 0.693). नंतर जर तुम्ही ln(2) ला 100 (वेळ) ने गुणाकार केला तर तुम्हाला 0.693 x 100=69.3 मिळेल, आणि 0.405 ने भागले तर तुम्हाला 171.04 परिणाम मिळेल - बेस 10 लॉगरिथम वापरल्याप्रमाणे.

   अर्ध्या आयुष्याशी संबंधित समस्या सोडवणे

   1. ज्ञात अर्धायुष्य असलेला पदार्थ ठराविक काळानंतर किती शिल्लक आहे ते शोधा. खालील समस्या सोडवा: रुग्णाला 20 मिलीग्राम आयोडीन -131 देण्यात आले. 32 दिवसांनी किती शिल्लक राहतील? आयोडीन -131 चे अर्धे आयुष्य 8 दिवस आहे.ही समस्या कशी सोडवायची ते येथे आहे:

      • 32 दिवसात पदार्थ किती वेळा निम्मा झाला ते शोधा. हे करण्यासाठी, 32 (दिवसांच्या संख्येत) मध्ये किती वेळा 8 (हे आयोडीनचे अर्धे आयुष्य आहे) फिट होते हे आम्ही शोधतो. यासाठी 32/8 = 4 आवश्यक आहे, म्हणून पदार्थाचे प्रमाण चार पट निम्मे होते.
      • दुसऱ्या शब्दांत, याचा अर्थ असा आहे की 8 दिवसांनंतर 20 मिलीग्राम / 2, म्हणजेच 10 मिलीग्राम पदार्थ असेल. 16 दिवसांनंतर ते 10mg/2, किंवा 5mg पदार्थ असेल. 24 दिवसांनंतर, 5 मिलीग्राम / 2 राहील, म्हणजेच 2.5 मिलीग्राम पदार्थ. शेवटी, 32 दिवसांनंतर, रुग्णाला 2.5 mg/2, किंवा 1.25 mg पदार्थ असेल.

   2. जर तुम्हाला पदार्थाची प्रारंभिक आणि उर्वरित रक्कम तसेच निघून गेलेली वेळ माहित असेल तर पदार्थाचे अर्धे आयुष्य शोधा. खालील समस्या सोडवा: प्रयोगशाळेला 200 ग्रॅम टेक्नेटियम-99m मिळाले आणि एका दिवसानंतर फक्त 12.5 ग्रॅम समस्थानिक शिल्लक राहिले. टेक्नेटियम-99m चे अर्धे आयुष्य किती आहे?ही समस्या कशी सोडवायची ते येथे आहे:

      • चला उलट क्रमाने करू. जर 12.5 ग्रॅम पदार्थ शिल्लक असेल तर त्याचे प्रमाण 2 पट कमी होण्यापूर्वी, 25 ग्रॅम पदार्थ होते (12.5 x 2 पासून); त्याआधी 50 ग्रॅम पदार्थ होते आणि त्याआधीही 100 ग्रॅम होते आणि शेवटी त्यापूर्वी 200 ग्रॅम होते.
      • याचा अर्थ असा की 200 ग्रॅम पदार्थापासून 12.5 ग्रॅम पदार्थ शिल्लक राहण्याआधी 4 अर्धे आयुष्य निघून गेले आहे. असे दिसून आले की अर्धे आयुष्य 24 तास / 4 वेळा किंवा 6 तास आहे.

   3. एखाद्या पदार्थाचे प्रमाण एका विशिष्ट मूल्यापर्यंत कमी होण्यासाठी किती अर्धे आयुष्य आवश्यक आहे ते शोधा. खालील समस्या सोडवा: युरेनियम-232 चे अर्धे आयुष्य 70 वर्षे आहे. 20 ग्रॅम पदार्थ 1.25 ग्रॅमपर्यंत कमी करण्यासाठी किती अर्धे आयुष्य लागतील?ही समस्या कशी सोडवायची ते येथे आहे:

      • 20g सह प्रारंभ करा आणि हळूहळू कमी करा. 20g/2 = 10g (1 अर्धे आयुष्य), 10g/2 = 5 (2 अर्धे आयुष्य), 5g/2 = 2.5 (3 अर्धे आयुष्य) आणि 2.5/2 = 1.25 (4 अर्धे आयुष्य). उत्तरः 4 अर्ध-जीवन आवश्यक आहे.

   इशारे

   • अर्धे आयुष्य म्हणजे उरलेल्या पदार्थाच्या अर्ध्या भागाचा क्षय होण्यासाठी लागणाऱ्या वेळेचा अंदाज आहे, अचूक गणना नाही. उदाहरणार्थ, एखाद्या पदार्थाचा फक्त एकच अणू शिल्लक राहिला तर अर्धायुष्यानंतर केवळ अर्धा अणू शिल्लक राहणार नाही, तर एक किंवा शून्य अणू राहतील. पदार्थाचे प्रमाण जितके मोठे असेल तितकी गणना मोठ्या संख्येच्या नियमानुसार अधिक अचूक असेल.