Recipročna konstanta radioaktivnega razpada. Zakon radioaktivnega razpada. Pravila za izravnavo

radioaktivnost

Ionizirajoče sevanje

Učinki sevanja

Zemlja je pod stalnim vplivom toka hitrih delcev in trdih kvantov elektromagnetno sevanje prihaja iz vesolja. Ta tok se imenuje kozmični žarki. Kozmični žarki prihajajo iz globin vesolja in iz Sonca. Del potoka kozmični žarki doseže zemeljsko površje, nekaj pa ga absorbira atmosfera, pri čemer nastane sekundarno sevanje in povzroči nastanek različnih radionuklidov. Interakcija kozmičnih žarkov s snovjo vodi do njene ionizacije.

Tok delcev ali elektromagnetnih kvantov, katerih interakcija z medijem povzroči ionizacijo njegovih atomov, se imenuje ionizirajoče sevanje.

Ionizirajoče sevanje je lahko tudi zemeljskega izvora. Na primer, pojavijo se med radioaktivnim razpadom.

Pojav radioaktivnosti je leta 1896 odkril A. Becquerel.

radioaktivnost - sposobnost nekaterih atomska jedra spontano (spontano) preoblikujejo v druga jedra z emisijo delcev.

Obstajata dve vrsti radioaktivnosti:

Naravni, ki se nahaja v naravnih nestabilnih jedrih;

Umetno, ki se nahaja v radioaktivnih jedrih, ki nastanejo kot posledica različnih jedrskih reakcij.

Obe vrsti radioaktivnosti imata skupne vzorce.

Radioaktivni razpad je statistični pojav. Lahko se namesti verjetnost razpad enega jedra v določenem časovnem obdobju. V enakih časovnih obdobjih razpadejo enaki deleži obstoječih (tj. na začetku določenega časovnega obdobja še nerazpadlih) jeder radioaktivnega elementa.

Naj bo v kratkem času dt razpade dN jedra. To število je sorazmerno s časovnim intervalom dt in skupno število radioaktivnih jeder N:

kjer je λ - konstanta razpada, sorazmerno z verjetnostjo razpada radioaktivnega jedra in odvisno od narave elementa; znak "-" označuje zmanjševanještevilo radioaktivnih jeder.

Z odločitvijo diferencialna enačba(12.23) je eksponentna funkcija:

kje N 0- število radioaktivnih jeder v tem trenutku t = 0, a n- število nerazpadlih jeder v tem trenutku t.

Formula (12.24) izraža zakon radioaktivni razpad.

Število radioaktivnih jeder pada s časom po eksponentnem zakonu.

V praksi se namesto konstante razpada A pogosto uporablja druga količina, imenovana razpolovna doba.

Razpolovna doba (T)- to je čas, v katerem razpada pol radioaktivna jedra.

Razpolovna doba je lahko zelo dolga ali zelo kratka. Na primer za uran T = 4,5 10 9 let, za litij pa T Li = 0,89 s.

Značilnosti razpadanja T in λ sta povezana z:

Zakon radioaktivnega razpada z uporabo razpolovne dobe je zapisan takole:

Na sl. Slika 12.7 prikazuje procese radioaktivnega razpada za dve snovi z različnima razpolovnima dobama.

riž. 12.7. Zmanjšanje števila jeder izvorne snovi med radioaktivnim razpadom

Koncept radioaktivnosti

Zakon radioaktivnega razpada

Kvantifikacija radioaktivnosti in njenih enot

Ionizirajoče sevanje, njihove značilnosti.

Viri AI

1. Koncept radioaktivnosti

Radioaktivnost je spontani proces transformacije (razpada) atomskih jeder, ki ga spremlja emisija posebna vrsta sevanje imenujemo radioaktivno.

V tem primeru pride do pretvorbe atomov nekaterih elementov v atome drugih.

Radioaktivne transformacije so značilne le za posamezne snovi.

Snov se šteje za radioaktivno, če vsebuje radionuklide in je podvržena radioaktivnemu razpadu.

Radionuklidi (izotopi) - jedra atomov, ki so sposobna spontanega razpada, se imenujejo radionuklidi.

Za karakterizacijo nuklida uporabite simbol kemijskega elementa, navedite atomsko število (število protonov) in masno število jedra (število nukleonov, tj. skupno število protoni in nevtroni).

Na primer, 239 94 Pu pomeni, da jedro plutonijevega atoma vsebuje 94 protonov in 145 nevtronov, kar je skupno 239 nukleonov.

Obstajajo naslednje vrste radioaktivnega razpada:

Beta razpad;

Alfa razpad;

Spontana cepitev atomskih jeder (razpad nevtronov);

Protonska radioaktivnost (fuzija protonov);

Dvoprotonska in grozdna radioaktivnost.

Beta razpad je proces pretvorbe protona v nevtron ali nevtrona v proton v jedru atoma s sprostitvijo delca beta (pozitron ali elektron)

Alfa razpad – značilnost težkih elementov, katerih jedra, začenši s številko 82 tabele D.I. Mendelejeva, so kljub presežku nevtronov nestabilna in spontano razpadajo. Jedra teh elementov pretežno oddajajo jedra atomov helija.

Spontana cepitev atomskih jeder (razpad nevtronov) - to je spontana cepitev nekaterih jeder težkih elementov (uran-238, kalifornij 240,248, 249, 250, kurij 244, 248 itd.). Verjetnost spontane jedrske cepitve je v primerjavi z alfa razpadom zanemarljiva.

1. V tem primeru se jedro razdeli na dva fragmenta (jedra) s podobno maso.

Zakon radioaktivnega razpada

Stabilnost jeder se zmanjša, ko se skupno število nukleonov poveča. Odvisno je tudi od razmerja števila nevtronov in protonov.

Proces zaporednih jedrskih transformacij se praviloma konča s tvorbo stabilnih jeder.

Radioaktivne transformacije sledijo zakonu radioaktivnega razpada:

N = N 0 e λ t ,

kjer je N, N 0 število atomov, ki niso razpadli v časih t in t 0 ;

λ je konstanta radioaktivnega razpada.

Vrednost λ ima za vsako vrsto radionuklida svojo individualno vrednost. Označuje hitrost razpadanja, tj. prikazuje, koliko jeder razpade na časovno enoto.

1. Po enačbi zakona radioaktivnega razpada je njegova krivulja eksponentna.

Kvantifikacija radioaktivnosti in njenih enot Imenuje se čas, v katerem polovica jeder razpade zaradi spontanih jedrskih transformacij razpolovna doba 1/2 . T

Razpolovna doba T 1/2 je povezana s konstanto razpada λ z odvisnostjo:

T 1/2 = ln2/λ = 0,693/λ.

Razpolovni čas T 1/2 različnih radionuklidov je različen in se zelo razlikuje - od delcev sekunde do stotin in celo tisoč let.

Razpolovne dobe nekaterih radionuklidov:

Jod-131 - 8,04 dni

Cezij-134 - 2,06 leta

Stroncij-90 - 29,12 let

Cezij-137 - 30 let

Plutonij-239 - 24065 let

Uran-235 - 7,038. 10 8 let

Kalij-40 - 1,4 10 9 let. Recipročna konstanta razpada jeklical povprečna življenjska doba radioaktivnega atoma :

t

Hitrost razpada je določena z aktivnostjo snovi A:

A = dN/dt = A 0 e λ t = λ N,

kjer sta A in A 0 aktivnosti snovi v časih t in t 0 . dejavnost

– merilo radioaktivnosti. Zanj je značilno število razpadov radioaktivnih jeder na enoto časa.

Aktivnost radionuklida je premo sorazmerna s skupnim številom radioaktivnih atomskih jeder v času t in obratno sorazmerna z razpolovno dobo:

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

Enota SI za aktivnost je bekerel (Bq). En bekerel je enak enemu razpadu na sekundo. Izvensistemska enota aktivnosti je curie (Ku).

1 Ku = 3,7 10 10 Bq

Enota aktivnosti curie ustreza aktivnosti 1 g radija. V merilni praksi se koncepti volumetričnega A v (Bq/m 3, Ku/m 3), površinskega A s (Bq/m 2, Ku/m 2) in specifičnega A m (Bq/m, Ku/m) dejavnosti se uporabljajo tudi.

Predavanje 2. Osnovna zakonitost radioaktivnega razpada in aktivnost radionuklidov

Hitrost razpada radionuklidov je različna – nekateri razpadajo hitreje, drugi počasneje. Indikator hitrosti radioaktivnega razpada je konstanta radioaktivnega razpada, λ [sek-1], ki označuje verjetnost razpada enega atoma v eni sekundi. Za vsak radionuklid ima razpadna konstanta svojo vrednost; večja kot je, hitreje razpadajo jedra snovi.

Imenuje se število razpadov, zabeleženih v radioaktivnem vzorcu na enoto časa dejavnost (a ) ali radioaktivnost vzorca. Vrednost aktivnosti je neposredno sorazmerna s številom atomov n radioaktivna snov:

a =λ· n , (3.2.1)

kje λ – konstanta radioaktivnega razpada, [sek-1].

Trenutno, glede na trenutno Mednarodni sistem Enote SI, vzete kot enota za merjenje radioaktivnosti bekerel [kk]. Ta enota je dobila ime v čast francoskega znanstvenika Henrija Becquerela, ki je leta 1856 odkril pojav naravne radioaktivnosti urana. En bekerel je enak enemu razpadu na sekundo 1 kk = 1 .

Še vedno pa se pogosto uporablja nesistemska enota dejavnosti – curie [Ki], ki sta ga zakonca Curie uvedla kot merilo za stopnjo razpada enega grama radija (v katerem se pojavi ~3,7 1010 razpadov na sekundo), torej

1 Ki= 3,7·1010 kk.

Ta enota je primerna za ocenjevanje aktivnosti velikih količin radionuklidov.

Zmanjšanje koncentracije radionuklidov skozi čas kot posledica razpada je podrejeno eksponentnemu razmerju:

, (3.2.2)

kje n povprečna življenjska doba radioaktivnega atoma– število atomov radioaktivnega elementa, ki ostane po določenem času povprečna življenjska doba radioaktivnega atoma po začetku opazovanja; n 0 – število atomov v začetnem trenutku ( povprečna življenjska doba radioaktivnega atoma =0 ); λ – konstanta radioaktivnega razpada.

Opisana odvisnost se imenuje osnovni zakon radioaktivnega razpada .

Čas, potreben za polovico skupno število imenujemo radionuklidi razpolovna doba T½ . Po eni razpolovni dobi od 100 radionuklidnih atomov ostane le še 50 (slika 2.1). V naslednjem podobnem obdobju ostane samo 25 od teh 50 atomov in tako naprej.

Razmerje med razpolovno dobo in konstanto razpada je izpeljano iz enačbe temeljnega zakona radioaktivnega razpada:

pri povprečna življenjska doba radioaktivnega atoma=T½ in

dobimo 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">;

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

Zato lahko zakon radioaktivnega razpada zapišemo takole:

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

kje pri – aktivnost drog skozi čas povprečna življenjska doba radioaktivnega atoma ; a0 – aktivnost zdravila v začetnem trenutku opazovanja.

Pogosto je treba določiti aktivnost določene količine katere koli radioaktivne snovi.

Ne pozabite, da je količinska enota snovi mol. En mol je količina snovi, ki vsebuje enako število atomov, kot jih vsebuje 0,012 kg = 12 g izotopa ogljika 12C.

En mol katere koli snovi vsebuje Avogadrovo število N.A. atomi:

N.A. = 6,02·1023 atomov.

Za preproste snovi(elementov) masa enega mola številčno ustreza atomski masi A element

1 mol = A G.

Na primer: za magnezij: 1 mol 24Mg = 24 g.

Za 226Ra: 1 mol 226Ra = 226 g itd.

Upoštevajoč povedano v m gramov snovi bo n atomi:

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

Primer: Izračunajmo aktivnost 1 grama 226Ra, ki λ = 1,38·10-11 s-1.

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

če radioaktivni element je del kemične spojine, potem je treba pri določanju aktivnosti zdravila upoštevati njegovo formulo. Ob upoštevanju sestave snovi se določi masni delež χ radionuklid v snovi, ki je določen z razmerjem:

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

Primer rešitve problema

Pogoj:

dejavnost A0 radioaktivni element 32P na dan opazovanja je 1000 kk. Po enem tednu določite aktivnost in število atomov tega elementa. Polovica življenja T½ 32P = 14,3 dni.

rešitev:

a) Ugotovimo aktivnost fosforja-32 po 7 dneh:

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

odgovor: po enem tednu bo aktivnost zdravila 32P 712 Bk, in število atomov radioaktivnega izotopa 32P je 127,14·106 atomov.

Varnostna vprašanja

1) Kakšna je aktivnost radionuklida?

2) Poimenujte enote za radioaktivnost in razmerje med njimi.

3) Kakšna je konstanta radioaktivnega razpada?

4) Opredelite osnovni zakon radioaktivnega razpada.

5) Kaj je razpolovna doba?

6) Kakšno je razmerje med aktivnostjo in maso radionuklida? Napišite formulo.

Naloge

1. Izračunajte dejavnost 1 G 226Ra. T½ = 1602 leti.

2. Izračunajte dejavnost 1 G 60Co. T½ = 5,3 leta.

3. Ena tankovska granata M-47 vsebuje 4.3 kg 238U. Т½ = 2,5·109 let. Določite aktivnost izstrelka.

4. Izračunajte aktivnost 137Cs po 10 letih, če je v začetnem trenutku opazovanja enaka 1000 kk. T½ = 30 let.

5. Izračunajte aktivnost 90Sr pred enim letom, če je v sedanji trenutekčas je enak 500 kk. T½ = 29 let.

6. Kakšno dejavnost bo ustvaril 1? kg radioizotop 131I, T½ = 8,1 dni?

7. S pomočjo referenčnih podatkov določite aktivnost 1 G 238U. Т½ = 2,5·109 let.

S pomočjo referenčnih podatkov določite dejavnost 1 G 232Th, Т½ = 1,4·1010 let.

8. Izračunajte aktivnost spojine: 239Pu316O8.

9. Izračunajte maso radionuklida z aktivnostjo 1 Ki:

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

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

9.3. 137Cs, Т1/2=30 let;

9.4. 239Pu, Т1/2=2,4·104 leta.

10. Določite maso 1 mCi radioaktivni ogljikov izotop 14C, T½ = 5560 let.

11. Potrebno je pripraviti radioaktivni pripravek fosforja 32P. Po kolikšnem času bo ostalo 3 % zdravila? Т½ = 14,29 dni.

12. Naravna mešanica kalija vsebuje 0,012 % radioaktivnega izotopa 40K.

1) Določite maso naravnega kalija, ki vsebuje 1 Ki 40K. Т½ = 1,39·109 let = 4,4·1018 sek.

2) Izračunajte radioaktivnost tal z uporabo 40K, če je znano, da je vsebnost kalija v vzorcu tal 14 kg/t.

13. Koliko razpolovnih dob je potrebnih, da se začetna aktivnost radioizotopa zmanjša na 0,001 %?

14. Da bi ugotovili učinek 238U na rastline, so bila semena namočena v 100 ml raztopina UO2(NO3)2 · 6H2O, v kateri je bila masa radioaktivne soli 6 G. Določite aktivnost in specifično aktivnost 238U v raztopini. Т½ = 4,5·109 leta.

15. Prepoznajte dejavnost 1 gramov 232Th, Т½ = 1,4·1010 let.

16. Določite maso 1 Ki 137Cs, Т1/2=30 let.

17. Razmerje med vsebnostjo stabilnih in radioaktivnih izotopov kalija v naravi je stalna vrednost. Vsebnost 40K je 0,01 %. Izračunajte radioaktivnost tal z uporabo 40K, če je znano, da je vsebnost kalija v vzorcu tal 14 kg/t.

18. Litogeno radioaktivnost okolja tvorijo predvsem trije glavni naravni radionuklidi: 40K, 238U, 232Th. Delež radioaktivnih izotopov v naravni vsoti izotopov je 0,01, 99,3 oziroma ~100. Izračunajte radioaktivnost 1 T tla, če je znano, da je relativna vsebnost kalija v vzorcu zemlje 13600 g/t, uran – 1·10-4 g/t, torij – 6·10-4 g/t.

19. 23.200 so jih našli v lupinah školjk Bq/kg 90Sr. Določite aktivnost vzorcev po 10, 30, 50, 100 letih.

20. Glavno onesnaženje zaprtih rezervoarjev na območju Černobila je prišlo v prvem letu po nesreči v jedrski elektrarni. V pridnenih usedlinah jezera. Azbuchin je leta 1999 odkril 137Cs s specifično aktivnostjo 1,1·10 Bq/m2. Določite koncentracijo (aktivnost) padlega 137Cs na m2 pridnenih usedlin v letih 1986-1987. (pred 12 leti).

21. 241Am (T½ = 4,32·102 leta) nastane iz 241Pu (T½ = 14,4 leta) in je aktivni geokemični migrant. Izkoriščanje referenčni materiali, izračunajte z natančnostjo 1 % zmanjšanje aktivnosti plutonija-241 skozi čas, v katerem letu po Černobilska katastrofa 241Amova formacija okolju bo maksimum.

22. Izračunajte aktivnost 241Am v emisijah černobilskega reaktorja od aprila
2015, pod pogojem, da je bila aprila 1986 aktivnost 241Am 3,82 1012 Bk,Т½ = 4,32·102 leta.

23. 390 so našli v vzorcih zemlje nCi/kg 137Cs. Izračunajte aktivnost vzorcev po 10, 30, 50, 100 letih.

24. Povprečna koncentracija onesnaženosti jezerskega dna. Glubokoye, ki se nahaja v območju izključitve Černobila, je 6,3 104 kk 241Am in 7,4·104 238+239+240Pu na 1 m2. Izračunajte, v katerem letu so bili ti podatki pridobljeni.

Radioaktivni razpad jeder istega elementa poteka postopoma in z pri različnih hitrostih za različne radioaktivne elemente. Nemogoče je vnaprej določiti trenutek jedrskega razpada, vendar je mogoče ugotoviti verjetnost razpada enega jedra na časovno enoto. Za verjetnost razpada je značilen koeficient "λ" - konstanta razpada, ki je odvisna samo od narave elementa.

Zakon radioaktivnega razpada.(Slide 32)

Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da:

V enakih časovnih obdobjih razpade enak delež razpoložljivih (tj. na začetku danega intervala še nerazpadlih) jeder danega elementa.

Diferencialna oblika zakona radioaktivnega razpada.(slide 33)

Ugotavlja odvisnost števila nerazpadlih atomov v v tem trenutkučasa od začetnega števila atomov v ničelnem referenčnem trenutku, kot tudi od časa razpada "t" in konstante razpada "λ".

N t - razpoložljivo število jeder.

dN je zmanjšanje razpoložljivega števila atomov;

dt - čas razpadanja.

dN ~ N t dt Þ dN = –λ N t dt

"λ" je sorazmernostni koeficient, razpadna konstanta, ki označuje delež razpoložljivih jeder, ki še niso razpadla;

»–« pomeni, da se sčasoma število razpadajočih atomov zmanjšuje.

Posledica #1:(slide 34)

λ = –dN/N t · dt - relativna hitrost radioaktivnega razpada za dano snov je konstantna vrednost.

Posledica št. 2:

dN/N t = – λ · Nt - absolutna hitrost radioaktivnega razpada je sorazmerna s številom nerazpadlih jeder v času dt. Ni "const", ker se bo sčasoma zmanjšal.

4. Integralna oblika zakona radioaktivnega razpada.(slide 35)

Nastavi odvisnost števila preostalih atomov v danem času (N t) od njihovega začetnega števila (N o), časa (t) in konstante razpada "λ". Integralno obliko dobimo iz diferencialne:

1. Ločimo spremenljivke:

2. Integrirajmo obe strani enakosti:

3. Poiščimo integrale Þ -splošna rešitev

4. Poiščimo posebno rešitev:

če t = t 0 = 0 Þ N t = N 0 , nadomestimo te pogoje v splošno rešitev

(začetek (izvirna številka

razpad) atomov)

Þ Tako:

sestavna oblika zakona r/akt. razpad

Nt - število nerazpadlih atomov v trenutku t ;

N 0 - začetno število atomov pri t = 0 ;

λ - konstanta razpada;

povprečna življenjska doba radioaktivnega atoma - čas razpadanja

Zaključek: Razpoložljivo število nerazpadlih atomov je ~ prvotna količina in se s časom zmanjšuje po eksponentnem zakonu. (slide 37)

Nt= N 0 2 λ 1 λ 2 >λ 1 Nt = N 0 e λ t

5. Razpolovna doba in njena povezava s konstanto razpada. ( diapozitiv 38,39)

Razpolovna doba (T) je čas, v katerem razpade polovica prvotnega števila radioaktivnih jeder.

Označuje hitrost razpadanja različnih elementov.

Osnovni pogoji za določitev "T":

1. t = T - razpolovna doba.

2. - polovica prvotnega števila jeder za "T".

Povezovalno formulo lahko dobimo, če te pogoje nadomestimo v integralno obliko zakona radioaktivnega razpada

1.

2. Skrajšajmo "N 0". Þ

3.

4. Potenciramo.

Þ

5.

Razpolovne dobe izotopov se zelo razlikujejo: (slide40)

238 U ® T = 4,51 10 9 let

60 Co ® T = 5,3 leta

24 Na® T = 15,06 ure

8 Li ® T = 0,84 s

6. Dejavnost. Njegove vrste, merske enote in kvantitativna ocena. Formula aktivnosti.(diapozitiv 41)

V praksi je najpomembnejše skupno število razpadov, ki se zgodijo v viru radioaktivnega sevanja na časovno enoto => mera razpada je določena kvantitativno dejavnost radioaktivna snov.

Aktivnost (A) je odvisna od relativne hitrosti razpada "λ" in od razpoložljivega števila jeder (tj. od mase izotopa).

"A" označuje absolutno stopnjo razpada izotopa.

3 možnosti za pisanje formule dejavnosti: (slide 42,43)

jaz Iz zakona radioaktivnega razpada v diferencialni obliki sledi:

Þ

dejavnost (absolutna stopnja radioaktivnega razpada).

dejavnost

II. Iz zakona radioaktivnega razpada v integralni obliki sledi:

1. (pomnožite obe strani enakosti z "λ").

Þ

2. ; (začetna dejavnost pri t = 0)

3. Zmanjšanje aktivnosti poteka po eksponentnem zakonu

III. Pri uporabi formule za povezavo konstante razpada "λ" z razpolovno dobo "T" sledi:

1. (pomnožite obe strani enakosti z “ Nt "za pridobitev dejavnosti). Þ in dobimo formulo za aktivnost

2.

Enote dejavnosti:(diapozitiv 44)

A. Sistemske merske enote.

A = dN/dt

1[disp/s] = 1[Bq] – bekerel

1Mdisp/s =10 6 disp/s = 1 [Rd] - rutherford

B. Izvensistemske merske enote.

[Ki] - curie(ustreza aktivnosti 1g radija).

1 [Ci] = 3,7 10 10 [disp/s]- 1 g radija razpade v 1 s 3,7 10 10 radioaktivnih jeder.

Vrste dejavnosti:(diapozitiv 45)

1. Specifično je aktivnost na enoto mase snovi.

Utrip = dA/dm [Bq/kg].

Uporablja se za karakterizacijo praškastih in plinastih snovi.

2. Volumetrični- je aktivnost na prostorninsko enoto snovi ali medija.

A približno = dA/dV [Bq/m 3 ]

Uporablja se za karakterizacijo tekočih snovi.

V praksi se zmanjšanje aktivnosti meri s posebnimi radiometričnimi instrumenti. Na primer, če poznate aktivnost zdravila in produkt, ki nastane med razpadom 1 jedra, lahko izračunate, koliko delcev vsake vrste odda zdravilo v 1 sekundi.

Če se med cepitvijo jedra proizvede "n" nevtronov, potem se tok "N" nevtronov odda v 1 s. N = n A.

©2015-2019 stran
Vse pravice pripadajo njihovim avtorjem. To spletno mesto ne zahteva avtorstva, vendar omogoča brezplačno uporabo.
Datum nastanka strani: 2016-08-08

Izraz "radioaktivnost", ki je dobil ime iz latinskih besed "radio" - "sevati" in "activus" - "aktiven", pomeni spontano preoblikovanje atomskih jeder, ki ga spremlja emisija sevanja gama, osnovnih delcev ali vžigalnikov. jedra. V središču vsega znan znanosti Vrste radioaktivnih transformacij temeljijo na temeljnih (močnih in šibkih) interakcijah delcev, ki sestavljajo atom. Prej neznano vrsto prodornega sevanja, ki ga oddaja uran, je leta 1896 odkril francoski znanstvenik Antoine Henri Becquerel, pojem »radioaktivnost« pa je v širšo uporabo v začetku 20. stoletja uvedla Marie Curie, ki je s proučevanjem nevidnega žarkov, ki jih oddajajo nekateri minerali, je uspelo izolirati čisti radioaktivni element - radij.

Razlike med radioaktivnimi transformacijami in kemične reakcije

Glavna značilnost radioaktivnih transformacij je, da se zgodijo spontano, kemijske reakcije pa v vsakem primeru zahtevajo nekatere zunanje vplive. Poleg tega se radioaktivne transformacije pojavljajo nenehno in jih vedno spremlja sproščanje določene količine energije, ki je odvisna od moči interakcije atomskih delcev med seboj. Na hitrost reakcij znotraj atomov ne vplivajo temperatura, prisotnost električnih in magnetnih polj, uporaba najučinkovitejšega kemičnega katalizatorja, tlak ali agregatno stanje snovi. Radioaktivne transformacije niso odvisne od zunanjega dejavnika in jih ni mogoče niti pospešiti niti upočasniti.

Zakon radioaktivnega razpada

Hitrost radioaktivnega razpada, kot tudi njegova odvisnost od števila atomov in časa, je izražena v zakonu radioaktivnega razpada, ki sta ga leta 1903 odkrila Ernest Rutherford in Frederick Soddy. Da bi prišli do določenih zaključkov, ki so se pozneje odrazili v novem zakonu, so znanstveniki izvedli naslednji poskus: ločili so enega od radioaktivnih produktov in preučevali njegovo neodvisno aktivnost ločeno od radioaktivnosti snovi, iz katere je bil izoliran. Posledično je bilo odkrito, da se aktivnost katerega koli radioaktivnega produkta, ne glede na kemijski element, s časom eksponentno zmanjšuje. Na podlagi tega so znanstveniki ugotovili, da je hitrost radioaktivne transformacije vedno sorazmerna s številom sistemov, ki še niso doživeli transformacije.

Formula za zakon radioaktivnega razpada je naslednja:

po katerem je število razpadov −dN, ki se zgodijo v časovnem obdobju dt (zelo kratek interval), sorazmerno s številom atomov N. V formuli zakona o radioaktivnem razpadu je še ena pomembna količina - konstanta razpada ( ali recipročna vrednost razpolovne dobe) λ, ki označuje verjetnost razpada jedra na časovno enoto.

Kateri kemični elementi so radioaktivni?

Nestabilnost atomov kemijskih elementov je prej izjema kot vzorec; večinoma so stabilni in se s časom ne spreminjajo. Vendar pa obstaja določena skupina kemičnih elementov, katerih atomi so bolj dovzetni za razpad kot drugi in pri razpadu oddajajo energijo ter sproščajo tudi nove delce. Najpogostejši kemični elementi so radij, uran in plutonij, ki imajo sposobnost pretvorbe v druge elemente z enostavnejšimi atomi (na primer uran se spremeni v svinec).