Radioaktyvaus skilimo konstantos atvirkštinė vertė. Radioaktyvaus skilimo dėsnis. Offset taisyklės

Radioaktyvumas

Jonizuojanti spinduliuotė

Radiacijos poveikis

Žemę nuolat veikia greitų dalelių srautas ir kietieji kvantai elektromagnetinė spinduliuotė ateina iš kosmoso. Šis srautas vadinamas kosminiais spinduliais. Kosminiai spinduliai sklinda iš visatos gelmių ir iš Saulės. Srauto dalis kosminiai spinduliai pasiekia Žemės paviršių, o dalį sugeria atmosfera, todėl susidaro antrinė spinduliuotė ir susidaro įvairūs radionuklidai. Kosminių spindulių sąveika su medžiaga lemia jos jonizaciją.

Dalelių srautas arba elektromagnetiniai kvantai, kurių sąveika su terpe lemia jos atomų jonizaciją, vadinamas jonizuojanti spinduliuotė.

Jonizuojanti spinduliuotė gali būti ir antžeminės kilmės. Pavyzdžiui, atsiranda radioaktyvaus skilimo metu.

Radioaktyvumo fenomeną 1896 metais atrado A. Becquerel.

Radioaktyvumas - kai kurių gebėjimas atomų branduoliai spontaniškai (spontaniškai) su dalelių emisija virsta kitais branduoliais.

Yra du radioaktyvumo tipai:

Natūralus, kuris randamas natūraliuose nestabiliuose branduoliuose;

Dirbtinis, kuris randamas radioaktyviuose branduoliuose, susidariusiuose dėl įvairių branduolinių reakcijų.

Abu radioaktyvumo tipai turi bendrų modelių.

Radioaktyvusis skilimas yra statistinis reiškinys. Galima montuoti tikimybė vieno branduolio skilimas per tam tikrą laiką. Per vienodus laiko tarpus suyra vienodos esamų (t. y. tam tikro laikotarpio pradžioje dar nesuirusių) radioaktyvaus elemento branduolių dalys.

Leiskite trumpam dt suyra dNšerdys. Šis skaičius yra proporcingas laiko intervalui dt ir bendras radioaktyviųjų branduolių skaičius N:

kur λ - skilimo pastovus, proporcingas radioaktyvaus branduolio skilimo tikimybei ir priklausomai nuo elemento pobūdžio; „-“ ženklas rodo mažėja radioaktyviųjų branduolių skaičius.

Sprendimu diferencialinė lygtis(12.23) yra eksponentinė funkcija:

Kur N 0- radioaktyviųjų branduolių skaičius šiuo metu t = 0,a N- nesuirusių branduolių skaičius šiuo metu t.

Formulė (12.24) išreiškia dėsnį radioaktyvus skilimas.

Radioaktyviųjų branduolių skaičius su laiku mažėja pagal eksponentinį dėsnį.

Praktikoje vietoj skilimo konstantos A dažnai naudojama kita reikšmė, vadinama pusinės eliminacijos laikas.

Pusinės eliminacijos laikas (T)– tai laikas, per kurį jis suyra pusė radioaktyvieji branduoliai.

Pusinės eliminacijos laikas gali būti labai ilgas arba labai trumpas. Pavyzdžiui, uranui T = 4,5 10 9 metai, o už ličio T Li = 0,89 s.

Skilimo ypatybės T ir λ yra susiję:

Radioaktyvaus skilimo dėsnis pagal pusinės eliminacijos periodą parašytas taip:

Fig. 12.7 paveiksle pavaizduoti radioaktyvaus skilimo procesai dviejų skirtingų pusinės eliminacijos periodų medžiagoms.

Ryžiai. 12.7. Pradinės medžiagos branduolių skaičiaus sumažėjimas radioaktyvaus skilimo metu

Radioaktyvumo samprata

Radioaktyvaus skilimo dėsnis

Radioaktyvumo ir jo vienetų kiekybinis nustatymas

Jonizuojanti spinduliuotė, jų savybės.

AI šaltiniai

1. Radioaktyvumo samprata

Radioaktyvumas yra spontaniškas atomų branduolių virsmo (skilimo) procesas, lydimas emisijos. specialus tipas spinduliuotė, vadinama radioaktyvia.

Tokiu atveju vienų elementų atomai virsta kitų atomais.

Radioaktyviosios transformacijos būdingos tik atskiroms medžiagoms.

Medžiaga laikoma radioaktyvia, jei joje yra radionuklidų ir ji radioaktyviai skyla.

Radionuklidai (izotopai) – atomų, galinčių savaime skilti, branduoliai vadinami radionuklidais.

Nuklidui apibūdinti naudokite cheminio elemento simbolį, nurodykite atominį skaičių (protonų skaičių) ir branduolio masės skaičių (nukleonų skaičių, t.y. bendras skaičius protonai ir neutronai).

Pavyzdžiui, 239 94 Pu reiškia, kad plutonio atomo branduolyje yra 94 protonai ir 145 neutronai, iš viso 239 nukleonai.

Yra šie radioaktyvaus skilimo tipai:

Beta skilimas;

Alfa skilimas;

Savaiminis atomų branduolių dalijimasis (neutronų skilimas);

Protonų radioaktyvumas (protonų sintezė);

Dviejų protonų ir klasterių radioaktyvumas.

Beta skilimas yra protono pavertimo neutronu arba neutrono į protoną procesas atomo branduolyje, išskiriant beta dalelę (pozitroną arba elektroną)

Alfa skilimas - būdingas sunkiųjų elementų, kurių branduoliai, pradedant nuo D. I. Mendelejevo lentelės 82, yra nestabilūs, nepaisant neutronų pertekliaus ir spontaniškai suyra. Šių elementų branduoliai daugiausia išskiria helio atomų branduolius.

Savaiminis atomų branduolių dalijimasis (neutronų skilimas) - tai savaiminis kai kurių sunkiųjų elementų branduolių (urano-238, kalifornio 240,248, 249, 250, kurio 244, 248 ir kt.) skilimas. Savaiminio branduolio dalijimosi tikimybė yra nereikšminga, palyginti su alfa skilimu.

1. Šiuo atveju branduolys dalijasi į du panašios masės fragmentus (branduolius).

Radioaktyvaus skilimo dėsnis

Branduolių stabilumas mažėja, kai didėja bendras nukleonų skaičius. Tai taip pat priklauso nuo neutronų ir protonų skaičiaus santykio.

Iš eilės vykstančių branduolinių transformacijų procesas, kaip taisyklė, baigiasi stabilių branduolių susidarymu.

Radioaktyviosios transformacijos paklūsta radioaktyvaus skilimo dėsniams:

N = N 0 e λ t ,

kur N, N 0 yra atomų, kurie nebuvo suskaidyti momentais t ir t 0, skaičius;

λ yra radioaktyvaus skilimo konstanta.

λ reikšmė kiekvienam radionuklido tipui turi savo individualią reikšmę. Jis apibūdina irimo greitį, t.y. rodo, kiek branduolių suyra per laiko vienetą.

1. Pagal radioaktyvaus skilimo dėsnio lygtį jo kreivė yra eksponentinė.

Radioaktyvumo ir jo vienetų kiekybinis nustatymas Vadinamas laikas, per kurį dėl savaiminių branduolinių virsmų suyra pusė branduolių pusinės eliminacijos laikas 1/2 . T

Pusinės eliminacijos laikas T 1/2 yra susijęs su skilimo konstanta λ pagal priklausomybę:

T 1/2 = ln2/λ = 0,693/λ.

Įvairių radionuklidų pusinės eliminacijos laikas T 1/2 yra skirtingas ir labai įvairuoja – nuo ​​sekundės dalių iki šimtų ir net tūkstančių metų.

Kai kurių radionuklidų pusinės eliminacijos laikas:

Jodas-131 - 8,04 dienos

Cezis-134 – 2,06 metų

Stroncis-90 – 29,12 metų

Cezis-137 - 30 metų

Plutonis-239 – 24065 metai

Uranas-235 - 7,038. 108 metai

Kalis-40 - 1,4 10 9 metai. Skilimo konstantos atvirkštinė vertė yrapaskambino vidutinė radioaktyvaus atomo gyvavimo trukmė :

t

Skilimo greitį lemia medžiagos A aktyvumas:

A = dN/dt = A 0 e λ t = λ N,

čia A ir A 0 yra medžiagos aktyvumas momentais t ir t 0 . Veikla

– radioaktyvumo matas. Jis apibūdinamas radioaktyviųjų branduolių skilimo skaičiumi per laiko vienetą.

Radionuklido aktyvumas yra tiesiogiai proporcingas bendram radioaktyviųjų atomų branduolių skaičiui momentu t ir atvirkščiai proporcingas pusėjimo trukmei:

A = 0,693 N/T 1/2.

SI aktyvumo vienetas yra bekerelis (Bq). Vienas bekerelis lygus vienam skilimui per sekundę. Ekstrasisteminis veiklos vienetas yra curie (Ku).

1 Ku = 3,7 10 10 Bq

Curie aktyvumo vienetas atitinka 1 g radžio aktyvumą. Matavimo praktikoje galioja tūrinio A v (Bq/m 3, Ku/m 3), paviršiaus A s (Bq/m 2, Ku/m 2) ir specifinio A m (Bq/m, Ku/m) sąvokos. taip pat naudojama veikla.

2 paskaita. Pagrindinis radioaktyvaus skilimo dėsnis ir radionuklidų aktyvumas

Radionuklidų skilimo greitis yra skirtingas – vieni skyla greičiau, kiti lėčiau. Radioaktyvaus skilimo greičio rodiklis yra radioaktyvaus skilimo konstanta, λ [sek-1], kuris apibūdina vieno atomo skilimo per vieną sekundę tikimybę. Kiekvienam radionuklidui skilimo konstanta turi savo reikšmę, kuo ji didesnė, tuo greičiau skyla medžiagos branduoliai.

Radioaktyviajame mėginyje per laiko vienetą užfiksuotų skilimų skaičius vadinamas veikla (a ) arba mėginio radioaktyvumą. Aktyvumo vertė yra tiesiogiai proporcinga atomų skaičiui N radioaktyvioji medžiaga:

a =λ· N , (3.2.1)

Kur λ – radioaktyvaus skilimo konstanta, [sek-1].

Šiuo metu pagal esamą Tarptautinė sistema SI vienetai, imami kaip radioaktyvumo matavimo vienetas bekerelis [Bk]. Šis padalinys gavo savo pavadinimą prancūzų mokslininko Henri Becquerel garbei, kuris 1856 m. atrado natūralaus urano radioaktyvumo reiškinį. Vienas bekerelis lygus vienam skilimui per sekundę 1 Bk = 1 .

Tačiau vis dar dažnai naudojamas nesisteminis veiklos vienetas – curie [Ki], kurį Curie įvedė kaip vieno gramo radžio skilimo greičio matą (kuriame vyksta ~3,7 1010 skilimų per sekundę), todėl

1 Ki= 3,7·1010 Bk.

Šiuo įrenginiu patogu įvertinti didelių radionuklidų kiekių aktyvumą.

Radionuklidų koncentracijos sumažėjimas laikui bėgant dėl ​​skilimo priklauso nuo eksponentinės priklausomybės:

, (3.2.2)

Kur N vidutinė radioaktyvaus atomo gyvavimo trukmė– radioaktyvaus elemento atomų, likusių po laiko, skaičius vidutinė radioaktyvaus atomo gyvavimo trukmė po stebėjimo pradžios; N 0 – atomų skaičius pradiniu laiko momentu ( vidutinė radioaktyvaus atomo gyvavimo trukmė =0 ); λ – radioaktyvaus skilimo konstanta.

Aprašyta priklausomybė vadinama Pagrindinis radioaktyvaus skilimo dėsnis .

Laikas, kurio reikia pusei bendras skaičius radionuklidai vadinami pusinės eliminacijos laikas T½ . Po vieno pusėjimo iš 100 radionuklidų atomų lieka tik 50 (2.1 pav.). Per kitą panašų laikotarpį iš šių 50 atomų liko tik 25 ir t.t.

Ryšys tarp pusėjimo trukmės ir skilimo konstantos gaunamas iš pagrindinio radioaktyvaus skilimo dėsnio lygties:

adresu vidutinė radioaktyvaus atomo gyvavimo trukmė=T½ Ir

gauname https://pandia.ru/text/80/150/images/image006_47.gif" width="67" height="41 src="> Þ ;

https://pandia.ru/text/80/150/images/image009_37.gif" width="76" height="21">;

ty..gif" width="81" height="41 src=">.

Todėl radioaktyvaus skilimo dėsnį galima parašyti taip:

https://pandia.ru/text/80/150/images/image013_21.gif" width="89" height="39 src=">, (3.2.4)

Kur adresu – narkotikų aktyvumas laikui bėgant vidutinė radioaktyvaus atomo gyvavimo trukmė ; a0 – vaisto aktyvumas pradiniu stebėjimo momentu.

Dažnai reikia nustatyti bet kurios radioaktyviosios medžiagos tam tikro kiekio aktyvumą.

Atminkite, kad medžiagos kiekio vienetas yra molis. Molis – tai medžiagos kiekis, turintis tiek pat atomų, kiek yra 0,012 kg = 12 g anglies izotopo 12C.

Viename molyje bet kurios medžiagos yra Avogadro numeris N.A. atomai:

N.A. = 6,02·1023 atomų.

Už paprastos medžiagos(elementai) vieno molio masė skaitine prasme atitinka atominę masę A elementas

1 mol = A G.

Pavyzdžiui: Magniui: 1 mol 24Mg = 24 g.

226Ra: 1 mol 226Ra = 226 g ir kt.

Atsižvelgiant į tai, kas buvo pasakyta m gramų medžiagos bus N atomai:

https://pandia.ru/text/80/150/images/image015_20.gif" width="156" height="43 src="> (3.2.6)

Pavyzdys: Apskaičiuokime 1 gramo 226Ra aktyvumą, kuris λ = 1,38·10-11 sek-1.

a= 1,38·10-11·1/226·6,02·1023 = 3,66·1010 Bq.

Jeigu radioaktyvusis elementas yra cheminio junginio dalis, tada nustatant vaisto aktyvumą būtina atsižvelgti į jo formulę. Atsižvelgiant į medžiagos sudėtį, ji nustatoma masės dalis χ radionuklidas medžiagoje, kuris nustatomas pagal santykį:

https://pandia.ru/text/80/150/images/image017_17.gif" width="118" height="41 src=">

Problemos sprendimo pavyzdys

Būklė:

Veikla A0 radioaktyviojo elemento 32P per stebėjimo dieną yra 1000 Bk. Po savaitės nustatykite šio elemento aktyvumą ir atomų skaičių. Pusės gyvenimas T½ 32P = 14,3 dienos.

Sprendimas:

a) Raskime fosforo-32 aktyvumą po 7 dienų:

https://pandia.ru/text/80/150/images/image019_16.gif" width="57" height="41 src=">

Atsakymas: po savaitės vaisto 32P aktyvumas bus 712 Bk, o radioaktyvaus izotopo 32P atomų skaičius yra 127.14·106 atomai.

Saugumo klausimai

1) Koks yra radionuklido aktyvumas?

2) Įvardykite radioaktyvumo vienetus ir ryšį tarp jų.

3) Kokia yra radioaktyvaus skilimo konstanta?

4) Apibrėžkite pagrindinį radioaktyvaus skilimo dėsnį.

5) Kas yra pusinės eliminacijos laikas?

6) Koks ryšys tarp radionuklido aktyvumo ir masės? Parašykite formulę.

Užduotys

1. Apskaičiuokite veiklą 1 G 226Ra. T½ = 1602 metai.

2. Apskaičiuokite 1 aktyvumą G 60Co. T½ = 5,3 metų.

3. Viename M-47 tanko korpuse yra 4.3 kg 238U. Т½ = 2,5·109 metai. Nustatykite sviedinio aktyvumą.

4. Apskaičiuokite 137Cs aktyvumą po 10 metų, jei pradiniu stebėjimo momentu jis lygus 1000 Bk. T½ = 30 metų.

5. Apskaičiuokite 90Sr aktyvumą prieš metus, jei in dabarties akimirka laikas lygus 500 Bk. T½ = 29 metai.

6. Kokią veiklą sukurs 1? kg radioizotopas 131I, T½ = 8,1 dienos?

7. Naudodami pamatinius duomenis nustatykite 1 veiklą G 238U. Т½ = 2,5·109 metai.

Naudodamiesi atskaitos duomenimis, nustatykite 1 veiklą G 232th, Т½ = 1,4·1010 metų.

8. Apskaičiuokite junginio aktyvumą: 239Pu316O8.

9. Apskaičiuokite radionuklido, kurio aktyvumas lygus 1, masę Ki:

9.1. 131I, T1/2=8,1 dienos;

9.2. 90Sr, T1/2=29 metai;

9.3. 137Cs, Т1/2=30 metų;

9.4. 239Pu, Т1/2=2,4·104 metai.

10. Nustatykite masę 1 mCi radioaktyvusis anglies izotopas 14C, T½ = 5560 metų.

11. Būtina paruošti radioaktyvųjį fosforo 32P preparatą. Po kurio laiko liks 3% vaisto? Т½ = 14,29 dienos.

12. Natūraliame kalio mišinyje yra 0,012 % 40K radioaktyvaus izotopo.

1) Nustatykite natūralaus kalio, kuriame yra 1, masę Ki 40 tūkst. Т½ = 1,39 · 109 metai = 4,4 · 1018 sek.

2) Apskaičiuokite dirvožemio radioaktyvumą naudojant 40K, jei žinoma, kad kalio kiekis dirvožemio mėginyje yra 14 kg/t.

13. Kiek pusamžių reikia, kad pradinis radioaktyvaus izotopo aktyvumas sumažėtų iki 0,001 %?

14. Norint nustatyti 238U poveikį augalams, sėklos mirkomos 100 ml tirpalas UO2(NO3)2 6H2O, kuriame radioaktyviosios druskos masė buvo 6 G. Nustatykite 238U aktyvumą ir savitąjį aktyvumą tirpale. Т½ = 4,5·109 metų.

15. Nurodykite 1 veiklą gramų 232th, Т½ = 1,4·1010 metų.

16. Nustatykite masę 1 Ki 137Cs, Т1/2=30 metų.

17. Stabiliųjų ir radioaktyviųjų kalio izotopų kiekio gamtoje santykis yra pastovus dydis. 40K turinys yra 0,01%. Apskaičiuokite dirvožemio radioaktyvumą naudojant 40K, jei žinoma, kad kalio kiekis dirvožemio mėginyje yra 14 kg/t.

18. Litogeninis aplinkos radioaktyvumas susidaro daugiausia dėl trijų pagrindinių gamtinių radionuklidų: 40K, 238U, 232Th. Radioaktyviųjų izotopų dalis natūralioje izotopų sumoje yra atitinkamai 0,01, 99,3, ~100. Apskaičiuokite radioaktyvumą 1 T dirvožemio, jei žinoma, kad santykinis kalio kiekis dirvožemio mėginyje yra 13600 g/t, uranas – 1·10-4 g/t, torio – 6·10-4 g/t.

19. Dvigeldžių moliuskų kiautuose rasta 23 200 Bq/kg 90 Sr. Nustatykite mėginių aktyvumą po 10, 30, 50, 100 metų.

20. Pagrindinė uždarų rezervuarų tarša Černobylio zonoje įvyko pirmaisiais metais po avarijos atominėje elektrinėje. Ežero dugno nuosėdose. Azbuchinas 1999 m. atrado 137Cs, kurių savitasis aktyvumas buvo 1,1·10 Bq/m2. Nustatyti iškritusių 137Cs koncentraciją (aktyvumą) viename dugno nuosėdų m2 1986-1987 m. (prieš 12 metų).

21. 241Am (T½ = 4,32·102 metai) susidaro iš 241Pu (T½ = 14,4 metų) ir yra aktyvus geocheminis migrantas. Pasinaudojus etaloninės medžiagos, 1 % tikslumu apskaičiuokite plutonio-241 aktyvumo sumažėjimą laikui bėgant, per kurį metus po Černobylio katastrofa 241 Am formacija aplinką bus maksimalus.

22. Apskaičiuokite 241Am aktyvumą Černobylio reaktoriaus emisijose balandžio mėn.
2015 m., jeigu 1986 m. balandžio mėn. 241Am aktyvumas buvo 3,82 1012 Bk,Т½ = 4,32·102 metai.

23. Dirvožemio mėginiuose rasta 390 nCi/kg 137Cs. Apskaičiuokite mėginių aktyvumą po 10, 30, 50, 100 metų.

24. Vidutinė ežero dugno taršos koncentracija. Glubokoje, esantis Černobylio draudžiamojoje zonoje, yra 6,3 104 Bk 241Am ir 7,4·104 238+239+240Pu už 1 m2. Apskaičiuokite, kokiais metais šie duomenys gauti.

To paties elemento branduolių radioaktyvusis skilimas vyksta palaipsniui ir su skirtingu greičiu skirtingiems radioaktyviems elementams. Neįmanoma iš anksto nurodyti branduolio skilimo momento, tačiau galima nustatyti vieno branduolio skilimo tikimybę per laiko vienetą. Skilimo tikimybę apibūdina koeficientas „λ“ – skilimo konstanta, kuri priklauso tik nuo elemento prigimties.

Radioaktyvaus skilimo dėsnis.(32 skaidrė)

Eksperimentiškai buvo nustatyta, kad:

Per vienodus laiko tarpus suyra ta pati turimų (t. y. dar nesuirusių tam tikro intervalo pradžioje) tam tikro elemento branduolių dalis.

Radioaktyvaus skilimo dėsnio diferencinė forma.(33 skaidrė)

Nustato nesuirusių atomų skaičiaus priklausomybę šiuo metu laikas nuo pradinio atomų skaičiaus nuliniu atskaitos momentu, taip pat nuo skilimo laiko „t“ ir skilimo konstantos „λ“.

N t – turimas branduolių skaičius.

dN yra turimo atomų skaičiaus sumažėjimas;

dt – skilimo laikas.

dN ~ N t dt Þ dN = –λ N t dt

„λ“ yra proporcingumo koeficientas, skilimo konstanta, apibūdinanti dar nesuirusių branduolių dalį;

„–“ reiškia, kad laikui bėgant yrančių atomų skaičius mažėja.

1 išvada:(34 skaidrė)

λ = –dN/N t · dt – santykinis tam tikros medžiagos radioaktyvaus skilimo greitis yra pastovi reikšmė.

2 išvada:

dN/N t = – λ · Nt - absoliutus radioaktyvaus skilimo greitis proporcingas nesuirusių branduolių skaičiui momentu dt. Tai nėra „const“, nes laikui bėgant sumažės.

4. Integrali radioaktyvaus skilimo dėsnio forma.(35 skaidrė)

Nustato likusių atomų skaičiaus tam tikru metu (N t) priklausomybę nuo jų pradinio skaičiaus (N o), laiko (t) ir skilimo konstantos "λ". Integralinė forma gaunama iš diferencialinės:

1. Atskirkime kintamuosius:

2. Integruokime abi lygybės puses:

3. Raskime integralus Þ -bendras sprendimas

4. Raskime konkretų sprendimą:

Jeigu t = t 0 = 0 Þ N t = N 0, pakeiskime šias sąlygas į bendrą sprendimą

(pradžia (originalus numeris

atomų skilimas)

Þ Taigi:

integrali įstatymo r/akto forma. suirimas

Nt - nesuirusių atomų skaičius laiko momentu t ;

N 0 - pradinis atomų skaičius ties t = 0 ;

λ - irimo konstanta;

vidutinė radioaktyvaus atomo gyvavimo trukmė - skilimo laikas

Išvada: Turimas nesuirusių atomų skaičius yra ~ pradinis kiekis ir laikui bėgant mažėja pagal eksponentinį dėsnį. (37 skaidrė)

Nt = N 0 2 λ 1 λ 2 > λ 1 Nt = N 0 e λ t

5. Pusinės eliminacijos laikas ir jo santykis su skilimo konstanta. ( skaidrė 38,39)

Pusinės eliminacijos laikas (T) yra laikas, per kurį suyra pusė pradinio radioaktyviųjų branduolių skaičiaus.

Jis apibūdina įvairių elementų skilimo greitį.

Pagrindinės „T“ nustatymo sąlygos:

1. t = T – pusinės eliminacijos laikas.

2. - pusė pradinio „T“ branduolių skaičiaus.

Ryšio formulę galima gauti, jei šias sąlygas pakeičiame į radioaktyvaus skilimo dėsnio integralią formą

1.

2. Sutrumpinkime „N 0“. Þ

3.

4. Sustiprinkime.

Þ

5.

Izotopų pusinės eliminacijos laikas labai skiriasi: (40 skaidrė)

238 U ® T = 4,51 10 9 metai

60 Co ® T = 5,3 metų

24 Na ® T = 15,06 val

8 Li ® T = 0,84 s

6. Veikla. Jo rūšys, matavimo vienetai ir kiekybinis įvertinimas. Veiklos formulė.(41 skaidrė)

Praktikoje svarbiausia yra bendras skilimų, vykstančių radioaktyviosios spinduliuotės šaltinyje, skaičius per laiko vienetą => skilimo matas nustatomas kiekybiškai veikla radioaktyvioji medžiaga.

Aktyvumas (A) priklauso nuo santykinio skilimo greičio "λ" ir nuo turimo branduolių skaičiaus (t. y. nuo izotopo masės).

„A“ apibūdina absoliutų izotopo skilimo greitį.

3 veiklos formulės rašymo parinktys: (42,43 skaidrė)

aš. Iš diferencinio radioaktyvaus skilimo dėsnio išplaukia:

Þ

veikla (absoliutus radioaktyvaus skilimo greitis).

veikla

II. Iš radioaktyvaus skilimo integraliu pavidalu dėsnio išplaukia:

1. (abi lygybės puses padauginkite iš „λ“).

Þ

2. ; (pradinė veikla val t = 0)

3. Aktyvumas mažėja pagal eksponentinį dėsnį

III. Naudojant formulę, skirtą skilimo konstantai „λ“ susieti su pusėjimo trukme „T“, tai:

1. (padauginkite abi lygybės puses iš " Nt “, kad gautumėte veiklos). Þ ir gauname veiklos formulę

2.

Veiklos vienetai:(44 skaidrė)

A. Sistemos matavimo vienetai.

A = dN/dt

1[disp/s] = 1[Bq] – bekerelis

1Mdisp/s =10 6 disp/s = 1 [Rd] – Rutherfordas

B. Nesisteminiai matavimo vienetai.

[Ki] - curie(atitinka 1g radžio aktyvumą).

1 [Ci] = 3,7 10 10 [disp/s]- 1 g radžio suyra per 1 s 3,7 10 10 radioaktyviuose branduoliuose.

Veiklos rūšys:(45 skaidrė)

1. Specifinis yra medžiagos masės vieneto aktyvumas.

Beat = dA/dm [Bq/kg].

Jis naudojamas miltelinėms ir dujinėms medžiagoms apibūdinti.

2. Tūrinis- yra medžiagos ar terpės tūrio vieneto aktyvumas.

A apie = dA/dV [Bq/m 3 ]

Jis naudojamas skystoms medžiagoms apibūdinti.

Praktiškai aktyvumo sumažėjimas matuojamas naudojant specialius radiometrinius prietaisus. Pavyzdžiui, žinant vaisto ir produkto, susidariusio 1 branduolio irimo metu, aktyvumą, galima apskaičiuoti, kiek kiekvienos rūšies dalelių vaistas išskiria per 1 sekundę.

Jei branduolio dalijimosi metu susidaro „n“ neutronų, tai „N“ neutronų srautas išsiskiria per 1 s. N = n A.

©2015-2019 svetainė
Visos teisės priklauso jų autoriams. Ši svetainė nepretenduoja į autorystę, tačiau suteikia galimybę nemokamai naudotis.
Puslapio sukūrimo data: 2016-08-08

Terminas „radioaktyvumas“, kilęs iš lotyniškų žodžių „radio“ – „spinduliuoti“ ir „activus“ – „aktyvus“, reiškia spontanišką atomų branduolių virsmą, lydimą gama spinduliuotės, elementariųjų dalelių ar žiebtuvėlio spinduliavimo. branduoliai. Visko esmė žinomas mokslui Radioaktyviųjų virsmų tipai pagrįsti pagrindine (stipria ir silpna) dalelių, sudarančių atomą, sąveika. Anksčiau nežinomą urano skleidžiamą skvarbią spinduliuotę 1896 m. atrado prancūzų mokslininkas Antoine'as Henri Becquerel, o „radioaktyvumo“ sąvoką XX amžiaus pradžioje plačiai pradėjo vartoti Marie Curie, kuri, tyrinėdama nematomą kai kurių mineralų skleidžiamų spindulių, sugebėjo išskirti gryną radioaktyvų elementą – radį.

Radioaktyviųjų virsmų skirtumai ir cheminės reakcijos

Pagrindinis radioaktyviųjų virsmų bruožas yra tai, kad jie vyksta spontaniškai, o cheminėms reakcijoms bet kokiu atveju reikia tam tikro išorinio poveikio. Be to, radioaktyviosios transformacijos vyksta nuolat ir jas visada lydi tam tikro energijos kiekio išsiskyrimas, kuris priklauso nuo atominių dalelių tarpusavio sąveikos stiprumo. Atomų viduje vykstančių reakcijų greičiui įtakos neturi temperatūra, elektrinių ir magnetinių laukų buvimas, efektyviausio cheminio katalizatoriaus naudojimas, slėgis ar medžiagos agregacijos būsena. Radioaktyviosios transformacijos nepriklauso nuo jokio išorinio veiksnio ir negali būti nei paspartintos, nei sulėtintos.

Radioaktyvaus skilimo dėsnis

Radioaktyvaus skilimo greitis, taip pat jo priklausomybė nuo atomų skaičiaus ir laiko, išreikštas Radioaktyvaus skilimo dėsniu, kurį 1903 m. atrado Ernestas Rutherfordas ir Frederickas Soddy. Siekdami padaryti tam tikras išvadas, kurios vėliau atsispindėjo naujajame įstatyme, mokslininkai atliko tokį eksperimentą: atskyrė vieną iš radioaktyvių produktų ir ištyrė jo nepriklausomą aktyvumą nuo medžiagos, nuo kurios jis buvo išskirtas, radioaktyvumo. Dėl to buvo išsiaiškinta, kad bet kokių radioaktyvių produktų aktyvumas, nepriklausomai nuo cheminio elemento, laikui bėgant mažėja eksponentiškai. Remdamiesi tuo, mokslininkai padarė išvadą, kad radioaktyviosios transformacijos greitis visada yra proporcingas sistemų, kurios dar nebuvo transformuotos, skaičiui.

Radioaktyvaus skilimo dėsnio formulė yra tokia:

pagal kurią skilimų skaičius −dN, vykstantis per laikotarpį dt (labai trumpas intervalas), yra proporcingas atomų skaičiui N. Radioaktyvaus skilimo dėsnio formulėje yra dar vienas svarbus dydis - skilimo konstanta ( arba pusėjimo trukmės atvirkštinė vertė) λ, kuri apibūdina branduolio skilimo per laiko vienetą tikimybę.

Kokie cheminiai elementai yra radioaktyvūs?

Cheminių elementų atomų nestabilumas yra greičiau išimtis nei modelis; didžiąja dalimi jie yra stabilūs ir laikui bėgant nekinta. Tačiau yra tam tikra cheminių elementų grupė, kurių atomai yra jautresni irimui nei kiti, o irdami išskiria energiją, taip pat išskiria naujas daleles. Labiausiai paplitęs cheminiai elementai yra radis, uranas ir plutonis, kurie turi galimybę virsti kitais elementais su paprastesniais atomais (pavyzdžiui, uranas virsta švinu).