Co je poločas?

Poločas rozpadu, také známý jako období polorozpadu, je čas, za který se rozpadne poloviční počet atomů radioaktivního izotopu přítomného ve vzorku.

→ Rozpady

THE rozpad nesouvisí to se zánikem atomu, to znamená, že atom nepřestává existovat. Ve skutečnosti se stane přirozený rozpad atomu. Na rozklad, atom (X), k emitovat alfa záření a beta, se automaticky transformuje na nový chemický prvek (Y), který se vyskytuje nepřetržitě, dokud atom nepřestane být radioaktivní (stabilní atom).

Reprezentace přirozeného rozpadu z alfa emisí (protony)

X → α + Y

Nebo

X → β + Y

Pokud je atom Y vzniklý při rozpadu radioaktivní, bude z jádra tohoto atomu emitováno nové záření alfa a beta. Když se dostanete k poločasu materiálu, víme, že polovina atomů, které existovaly ve vzorku, se stala stabilní.

→ Poločas rozpadu izotopů

Každý radioaktivní izotop má jiný poločas rozpadu. Tento poločas lze vyjádřit v sekundách, minutách, hodinách, dnech a letech. Níže uvedená tabulka ukazuje poločas některých radioaktivních izotopů:

Hodnoty poločasu rozpadu některých radioizotopů

→ Vzorce použité ve studii poločasu rozpadu

Období poločasu představuje zkratka P. Čas, kdy materiál utrpěl rozpad, představuje t. Pokud tedy známe poločas rozpadu a čas rozpadu (představovaný x), můžeme říci, kolik poločasů prošel materiál do určitého časového bodu. To se provádí prostřednictvím níže uvedeného seznamu:

t = x. P

S touto znalostí můžeme stále určit počet atomů, které zůstanou po poločase z výrazu:

n = Ne_Ó
2^X

• Ne = počet radioaktivních atomů zbývajících ve vzorku;

• Ne_Ó = počet radioaktivních atomů ve vzorku;

• X = počet poločasů, které uplynuly.

Kromě výpočtu počtu atomů samotných lze rozpad nebo snížení množství radioaktivního materiálu po poločase vyjádřit následujícími způsoby:

→ V procentech:

P_r = P_Ó
2^X

• P_r= procento radioaktivního materiálu zbývajícího ve vzorku;

• P_Ó = počáteční procento radioaktivního materiálu, který byl ve vzorku (vždy to bude 100%);

• X = počet poločasů, které uplynuly.

→ Ve formě těsta:

m = m_Ó
2^X

• m = množství radioaktivního materiálu zbývajícího ve vzorku;

• m^Ó = hmotnost radioaktivního materiálu ve vzorku;

• X = počet poločasů, které uplynuly.

→ Ve formě zlomkových čísel (zlomek):

F = N_Ó
2^X

• F = zlomek vztahující se k radioaktivnímu materiálu zbývajícímu ve vzorku;

• N_Ó= množství odkazující na radioaktivní materiál ve vzorku, což je ve skutečnosti vždy číslo 1 v případě cvičení zahrnujících zlomky;

• X = počet poločasů, které uplynuly.

→ Příklady výpočtů zahrnujících poločas rozpadu

Postupujte podle několika příkladů výpočtů, které zahrnují poločas rozpadu:

Příklad 1: Po 12 dnech byla aktivita radioaktivní látky snížena na 1/8 původní aktivity. Jaký je poločas této látky?

Údaje o cvičení:

• Poločas (P) =?

• Celkový čas (t) = 12 dní

• Zbývající zlomek (F) = 1/8

• Počáteční množství (N_Ó) = 1

Musíme určit počet poločasů (x), které materiál utrpěl, v následujícím výrazu:

F = N_Ó
2^X

1 = 1
8 2^X

2^X.1 = 8.1

2^X = 8

2^X = 2³

x = 3

Potom určíme hodnotu poločasu pomocí hodnoty X nalezený a čas poskytnutý promluvou:

t = x. P

12 = 3. P.

12 = P
3

P = 4 dny

Příklad 2: Radioaktivní prvek má poločas rozpadu rovný 5 minutám. Pokud máte 6 g tohoto prvku, jaká bude jeho hmotnost po 20 minutách?

Údaje o cvičení:

• Poločas (P) = 5 minut

• Počáteční hmotnost (m_Ó) = 6 g

• Celkový čas = 20 minut

• Zbývající hmotnost (m) =?

Zpočátku jsme určili hodnotu množství poločasů (x), které materiál utrpěl v době a za předpokladu poločasu:

t = x. P

20 = x.5

20 = x
5

x = 4

Nakonec vypočítáme zbývající hmotnost pomocí hodnoty x a počáteční hmotnosti v následujícím výrazu:

m = m_Ó
2^X

m = 6
2⁴

m = 6
16

m = 0,375 g

Příklad 3: Radioaktivní prvek má biologický poločas 20 minut. Za jak dlouho se vaše hmotnost sníží na 25% původní hmotnosti?

Údaje o cvičení:

• Poločas (P) = 20 minut

• Celkový čas (t) =?

• Zbývající procento (str_r) = 25%

• Počáteční procento (str_Ó) = 100%

Musíme určit počet poločasů (x), které materiál utrpěl, v následujícím výrazu:

P_r = P_Ó
2^X

25 = 100
2^X

2^X.25 = 100

2^X = 100
25

2^X = 4

2^X = 2²

x = 2

Poté určíme hodnotu času pomocí hodnoty x nalezené a poločasu poskytnutého příkazem:

t = x. P

t = 2,20

t = 40 minut

Podle mě. Diogo Lopes Dias

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm