Какво е полуживот?

Полуживот, също известен като период на полуразпад, е времето, необходимо за разпадане на половината от атомите на радиоактивния изотоп в пробата.

→ Разпадания

НА разпадане не е свързано с изчезването на атома, тоест атомът не престава да съществува. Всъщност това, което се случва, е естественият разпад, който атомът претърпява. В разпад, атома (X), към излъчват алфа радиация и бета, автоматично се трансформира в нов химичен елемент (Y), който се появява непрекъснато, докато атомът престане да бъде радиоактивен (стабилен атом).

Представяне на естествения разпад от алфа емисии (протони)

X → α + Y

Или

X → β + Y

Ако Y атомът, образуван при разпадането, е радиоактивен, от ядрото на този атом ще бъде излъчено ново алфа и бета лъчение. Когато стигнете до полуживота на даден материал, знаете, че половината от атомите, които са съществували в пробата, са станали стабилни.

→ Полуживот на изотопи

Всеки радиоактивен изотоп има различен полуживот. Този полуживот може да бъде изразен в секунди, минути, часове, дни и години. Таблицата по-долу показва полуживота на някои радиоактивни изотопи:

Стойности на полуживот на някои радиоизотопи

→ Формули, използвани в проучването на полуживот

Периодът на полуживот е представен със съкращението P. Времето, през което материалът е претърпял дезинтеграция, е представено от t. По този начин, ако знаем времето на полуразпад и времето на разпадане (представено с х), можем да кажем колко полуживота е имал даден материал в определен момент от времето. Това става чрез списъка по-долу:

t = x. P

С това знание все още можем да определим броя на атомите, които остават след периода на полуразпад от израза:

n = не_О
2^х

• не = брой радиоактивни атоми, останали в пробата;

• не_О = брой радиоактивни атоми в пробата;

• х = брой полуживоти, които са преминали.

В допълнение към изчисляването на броя на самите атоми, разпадането или намаляването на количеството радиоактивен материал след период на полуразпад може да се изрази по следните начини:

→ Като процент:

P_r = P_О
2^х

• P_r= процент радиоактивен материал, останал в пробата;

• P_О = първоначален процент радиоактивен материал, който е бил в пробата (той винаги ще бъде 100%);

• х = брой полуживоти, които са преминали.

→ Във форма на тесто:

m = м_О
2^х

• м = маса радиоактивен материал, останал в пробата;

• м^О = маса на радиоактивен материал в пробата;

• х = брой полуживоти, които са преминали.

→ Под формата на дробни числа (дроб):

F = н_О
2^х

• F = фракция, отнасяща се до радиоактивния материал, останал в пробата;

• н_О= количество, отнасящо се до радиоактивния материал в пробата, което в действителност винаги е номер 1 в случай на упражнения, включващи фракции;

• х = брой полуживоти, които са преминали.

→ Примери за изчисления, включващи полуживот

Следвайте сега няколко примера за изчисления, които включват полуживот:

Пример 1: След 12 дни активността на радиоактивно вещество намалява до 1/8 от първоначалната му активност. Какъв е полуживотът на това вещество?

Данни за упражнения:

• Полуживот (P) =?

• Общо време (t) = 12 дни

• Оставаща фракция (F) = 1/8

• Първоначално количество (N_О) = 1

Трябва да определим броя на полуживотите (x), понесени от материала, в следния израз:

F = н_О
2^х

1 = 1
8 2^х

2^х.1 = 8.1

2^х = 8

2^х = 2³

x = 3

След това определяме стойността на полуживот, като използваме стойността на х намерено и времето, предоставено от изказването:

t = x. P

12 = 3. P.

12 = Р
3

P = 4 дни

Пример 2: Радиоактивният елемент има период на полуразпад 5 минути. Ако имате 6 g от този елемент, каква ще бъде масата му след 20 минути?

Данни за упражнения:

• Полуживот (P) = 5 минути

• Първоначална маса (m_О) = 6 g

• Общо време = 20 минути

• Оставаща маса (m) =?

Първоначално определихме стойността на размера на полуживотите (x), които материалът е претърпял през времето и полуживота:

t = x. P

20 = х.5

20 = х
5

x = 4

Накрая изчисляваме останалата маса чрез стойността на x и началната маса в следния израз:

m = м_О
2^х

m = 6
2⁴

m = 6
16

m = 0,375 g

Пример 3: Радиоактивният елемент има период на полуразпад 20 минути. След колко време вашата маса ще бъде намалена до 25% от първоначалната маса?

Данни за упражнения:

• Полуживот (P) = 20 минути

• Общо време (t) =?

• Оставащ процент (P_r) = 25%

• Първоначален процент (P_О) = 100%

Трябва да определим броя на полуживотите (x), понесени от материала, в следния израз:

P_r = P_О
2^х

25 = 100
2^х

2^х.25 = 100

2^х = 100
25

2^х = 4

2^х = 2²

x = 2

След това определяме стойността на времето, като използваме намерената стойност x и полуживота, предоставен от изявлението:

t = x. P

t = 2,20

t = 40 минути

От мен Диого Лопес Диас

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm