Περιεχόμενο
Σε ορισμένα υλικά, ο πυρήνας ενός ατόμου είναι ασταθής και θα εκπέμπει σωματίδια αυθόρμητα χωρίς κανένα εξωτερικό ερέθισμα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ραδιενέργεια ή ραδιενεργή αποσύνθεση.
Στοιχεία με ατομικό αριθμό 83 έχουν περισσότερα από 82 πρωτόνια και έτσι είναι ραδιενεργά. Τα ισότοπα, τα οποία είναι στοιχεία όπου οι πυρήνες έχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων, μπορεί επίσης να είναι ασταθείς. Οι πυρήνες των ασταθών στοιχείων εκπέμπουν σωματίδια άλφα, βήτα ή γάμμα. Ένα σωματίδιο άλφα είναι πυρήνας ηλίου και ένα βήτα σωματίδιο είναι ένα ηλεκτρόνιο ή ένα ποζιτρόνιο, το οποίο έχει την ίδια μάζα με ένα ηλεκτρόνιο αλλά έχει ένα θετικό φορτίο. Ένα σωματίδιο γάμμα είναι ένα φωτόνιο υψηλής ενέργειας.
Για τον υπολογισμό της ραδιενέργειας, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τον χρόνο που χρειάζεται για να αποσυντεθεί ο πυρήνας.
Βρείτε την έκφραση για το χρόνο ημίσειας ζωής t (το ήμισυ) ενός ραδιενεργού δείγματος. Είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να αποσυντεθεί το ήμισυ της ποσότητας των πυρήνων σε ένα δείγμα. Ο χρόνος ημιζωής σχετίζεται με τη σταθερά φθοράς lambda, η οποία έχει μια τιμή που εξαρτάται από το υλικό των δειγμάτων. Ο τύπος είναι t (μισό) = ln 2 / lambda = 0.693 / λάμδα.
Μελετήστε την εξίσωση για το συνολικό ρυθμό αποσάθρωσης ή τη δραστηριότητα ενός ραδιενεργού δείγματος. Είναι R = dN / dt = λάμδα Ν = Ν (0) e (-lambda * t). N είναι ο αριθμός των πυρήνων και το Ν (0) είναι η αρχική ή αρχική ποσότητα του δείγματος πριν από τη φθορά κατά το χρόνο t = 0. Η μονάδα μέτρησης για τη δραστηριότητα είναι Bq ή becquerel, η οποία είναι μία φθορά ανά δευτερόλεπτο. Μια άλλη μονάδα είναι η curie, η οποία είναι ίση με 3.7 x 10 exp (10) Bq.
Πρακτική υπολογισμός της ραδιενεργού αποσύνθεσης. Το Radium-226 έχει χρόνο ημιζωής 1.600 χρόνια. Υπολογίστε τη δραστικότητα ενός δείγματος ενός γραμμαρίου, όπου N = 2,66 x 10 exp (21). Για να το κάνετε αυτό, βρείτε πρώτα λάμδα. Ταυτόχρονα, μετατρέψτε τον χρόνο ημιζωής από χρόνια σε δευτερόλεπτα. Στη συνέχεια, lambda = 0,693 / t (ημίση) = 0,693 / (1600 * 3,156x10ex (7) s / yr) = 1,37x10ex (-11) / s. Επομένως, ο ρυθμός αποσύνθεσης είναι dN / dt = lambda * Ν = 1,37 χ 10 exp (-11) / s * 2,66 χ 10 exp (21) = 3,7 χ 10 exp (10) ) Bq. Σημειώστε ότι αυτό είναι ένα curie. Σημειώστε επίσης ότι η φθορά είναι γραμμένη ως 1 / s.