Rezumat timp de înjumătățire de degradare

introducere

• EXEMPLUL 1
• 2 Exemplul 2
• 3 parțială de înjumătățire
• 4 stabilitate jumătate de viață Note
  

timp de înjumătățire a unui sistem mecanic cuantic (atomii nucleu de particule, nivelul de energie, etc ...) - Timpul T½. în care sistemul se rupe cu probabilitate 1/2. Dacă luăm în considerare un ansamblu de particule independente, apoi timp de o jumătate de perioadă numărul de particule supraviețuitoare scad în medie de 2 ori. Termenul se aplică numai pentru sistemele de descompunere exponențial.

Nu trebuie să se presupună că două jumătăți de viață de degradare, toate particulele luate la momentul inițial. Deoarece fiecare timp de înjumătățire reduce numărul de particule care au supraviețuit de două ori, în timpul 2T½ la stânga sfert din numărul inițial de particule per 3T½ - .., O optime, etc. In general, procentul de supraviețuitori de particule (sau, mai precis, probabilitatea p supraviețuire pentru o anumită particulă) depinde de timpul t, după cum urmează:

Timpul de înjumătățire plasmatică, înseamnă τ durata de viață și X constantă degradare sunt legate de următoarele relații derivate din legea dezintegrării radioactive:

Deoarece In2 = 0693 .... timp de înjumătățire de aproximativ 30% mai scurtă decât durata medie de viață.

Uneori, denumit în continuare timp de înjumătățire de înjumătățire de degradare.

În practică, timpul de înjumătățire este determinată prin măsurarea activității medicamentului de studiu la anumite intervale. Având în vedere că activitatea medicamentului este proporțională cu numărul de atomi agenți de dezintegrare, și folosind legea dezintegrării radioactive, este posibil să se calculeze timpul de înjumătățire a acestei substanțe [1].

Notând un timp dat numărul de nuclee capabile transformare radioactive prin N. și intervalul prin t2 - t1. în cazul în care t1 și t2 - destul de apropiate momente (T1

Valorile pe jumătate perioade pentru diferiții izotopi sunt diferiți; pentru unii, în special dezintegrare rapidă timp de înjumătățire poate fi millionths egale de secundă, dar pentru anumiți izotopi, cum ar fi uraniul-238 și toriu 232, respectiv, este 4498 × 10 septembrie și 1.389 × 10 10 yr. Este ușor pentru a calcula numărul de uraniu-238 atomi trece prin conversie într-o anumită cantitate de uraniu, de exemplu, într-un kilogram timp de o secundă. Valoarea oricărui element în grame este numeric egală cu greutatea atomică, cuprinde, așa cum este cunoscut, 6,02 x 23 atomi octombrie. Prin urmare, în conformitate cu formula n = KN (t2 - t1) dată mai sus găsi numărul atomilor de uraniu de dezintegrare într-un kilogram pe secundă, ceea ce înseamnă că în anul 365 * 24 * 60 * 60 secunde

Calculele conduc la faptul că într-un kilogram de uraniu în atomi douăsprezece milioane de dezintegrări într-o secundă. În ciuda acestui număr foarte mare, dar rata de conversie este neglijabilă. Într-adevăr, următoarea parte a uraniului dezintegrări pe secundă:

Astfel, din inventarul de uraniu împarte cota sa de o secundă, care este egală cu

Referindu-ne din nou la legea fundamentală a dezintegrarii radioactive KN (t2 - t1), adică, faptul că din numărul disponibil de nuclee pe unitatea de timp se desparte toate aceeași proporție și, de asemenea, având în vedere independența deplină a nucleelor ​​atomice în care materie-sau unul de celălalt, putem spune că aceasta este o lege statistică, în sensul că aceasta nu specifică exact care nucleele atomice putrezirea într-un timp dat, dar numai vorbește despre una dintre ele. Fără îndoială, această lege rămâne valabilă numai pentru cazul în care numărul de nuclee de numerar este foarte mare. Unele dintre nuclee atomice se dezintegreze în momentul următor, în timp ce alte nuclee va suferi o transformare mult mai târziu, astfel încât atunci când inventarul numărul de nuclee radioactive este relativ mic, legea dezintegrării radioactive nu pot fi satisfăcute în toate strictețea.

2. Exemplul 2

Proba conține 10 g de plutoniu Pu-239 izotop cu un timp de înjumătățire de 24.400 de ani. Câți atomi de plutoniu dezintegrează în fiecare secundă?

Am calculat rata instantanee de degradare. Numărul dezintegrat atomi calculate din formula

Cea din urmă formulă este valabilă numai în cazul în care perioada de timp dată (în acest caz - 1 secundă) este mult mai mică decât timpul de înjumătățire. Atunci când trebuie utilizată o anumită perioadă de timp comparabilă cu perioada de înjumătățire prin formula

Această formulă este valabilă în orice caz, cu toate acestea, pentru perioade mici de timp necesită calcul cu o precizie foarte mare. Pentru această problemă:

3. parțială de înjumătățire

Dacă un sistem cu un timp de înjumătățire T1 / 2 se poate dezintegra peste mai multe canale, dintre care fiecare poate defini un timp de înjumătățire parțială. Să probabilitatea de degradare i -lea canal (raport de ramificare) este egal cu pi. Apoi parțială de înjumătățire a canalului i-lea este

Parțială de înjumătățire este semnificativă, care ar fi în sistem, în cazul în care „turn off“ toate canalele de descompunere, în plus față de i-lea. Deoarece prin definiție, atunci pentru fiecare canal de descompunere.

4. Stabilitate de înjumătățire

În toate cazurile observate (cu excepția unor izotopi care se dezintegrează prin captura de electroni), timpul de înjumătățire a fost o constantă (unele rapoarte de schimbare în perioada au fost cauzate de lipsa de acuratețe a experimentului, în special purificarea parțială a izotopilor foarte activi). În acest sens, perioada de înjumătățire este considerat a fi la fel. Pe această bază, definiția se bazează datarea absolută a rocilor, precum și metoda de datare cu radiocarbon de determinare a vârstei biologice a rămâne.

Ipoteza variabilității de înjumătățire este utilizat creaționiști și reprezentanții r. N. „Știință alternativă“, în scopul de a respinge datarea științifică a rocilor, resturile de creaturi vii, și descoperiri istorice, în scopul de a respingerii în continuare a teoriilor științifice construite folosind astfel de întâlnire. (A se vedea. De exemplu, articolul creationism, Scientific Creationism, critica evoluționismului, Giulgiul din Torino).

Variabilitatea constanta de descreștere pentru captura de electroni a fost observată într-un experiment, dar acesta se află într-un procent în întregul disponibil în laboratorul de presiuni și temperaturi. Timpul de înjumătățire în acest caz variază, în legătură cu o anumită dependență (destul de slabă) a densității funcției de undă a electronilor orbitali în vecinătatea nucleului de presiune și temperatură. Modificări semnificative au fost observate, de asemenea, în constanta de descreștere pentru atomii puternic ionizate (de exemplu, în cazul de limitare a unui captare nuclee de electroni complet ionizat poate avea loc numai atunci când interacțiunea nucleului cu electronii liberi din plasmă, în plus, dezintegrare, permisă pentru atomi neutri, în unele cazuri, atomii puternic ionizata pot cinematic fi interzis). Toate aceste opțiuni pentru a modifica constantele de degradare, în mod evident, nu pot fi aduse la „respinge“ radiohronologicheskih datând din eroarea metodei radiohronometricheskogo pentru cei mai mulți izotopi cronometre este mai mare de procente, în timp ce atomii puternic ionizata din materiale naturale de pe Pământ nu ar putea exista pentru orice perioadă de timp .

Căutarea posibile variații ale timpilor de înjumătățire a izotopilor radioactivi, acum și de miliarde de ani, un interes în legătură cu ipoteza că variațiile de constante fundamentale în fizică (constanta structurii fine, Fermi constantă, și așa mai departe. D.). Rezultatele Cu toate acestea, măsurători atente nu au fost încă cedat - ținând cont de eroarea experimentală în schimbare de înjumătățire au fost găsite. Astfel, sa demonstrat că pentru o constantă de 4,6 Ga α-descompunere a samariu-147 nu se modifică cu mai mult de 0,75%, iar pentru β-reniu-187 schimbare dezintegrare peste același timp să nu depășească 0,5% [2 ]; în ambele cazuri, rezultatele sunt în concordanță cu absența unor astfel de schimbări la toate.

notițe