Hvad er halveringstid?

Halvt liv, også kendt som semidisintegrationsperiode, er den tid, der kræves for at halve antallet af atomer af den radioaktive isotop, der er til stede i en prøve, til opløsning.

→ Opløsninger

DET opløsning det er ikke relateret til atomets udryddelse, det vil sige atomet ikke ophører med at eksistere. Faktisk, hvad der sker er det naturlige forfald, som atomet gennemgår. Ved henfald, atomet (X), til udsender alfa-stråling og betatransformeres automatisk til et nyt kemisk grundstof (Y), som forekommer uophørligt, indtil atomet ophører med at være radioaktivt (stabilt atom).

Repræsentation af naturligt henfald fra alfa-emissioner (protoner)

X → α + Y

Eller

X → β + Y

Hvis Y-atomet dannet i henfaldet er radioaktivt, udsendes ny alfa- og beta-stråling fra atomets kerne. Når du kommer til et materiales halveringstid, ved vi, at halvdelen af ​​de atomer, der eksisterede i prøven, blev stabile.

→ Halveringstid for isotoper

Hver radioaktiv isotop har en anden halveringstid. Denne halveringstid kan udtrykkes i sekunder, minutter, timer, dage og år. Tabellen nedenfor viser halveringstiden for nogle radioaktive isotoper:

Halveringstidsværdier for nogle radioisotoper

→ Formler brugt i half-life-undersøgelsen

Halveringstidsperioden er repræsenteret af akronymet P. Tiden, hvor et materiale har været i opløsning, er repræsenteret af t. Således, hvis vi kender halveringstiden og nedbrydningstiden (repræsenteret af x), kan vi sige, hvor mange halveringstider et materiale har haft på et bestemt tidspunkt. Dette gøres gennem nedenstående liste:

t = x. P

Med denne viden kan vi stadig bestemme antallet af atomer, der er tilbage efter halveringstiden fra udtrykket:

n = ingen_O
2^x

• ingen = antallet af radioaktive atomer, der er tilbage i prøven;

• ingen_O = antal radioaktive atomer i prøven;

• x = antal halveringstider, der er gået.

Ud over at beregne selve antallet af atomer kan opløsning eller fald i mængden af ​​radioaktivt materiale efter en halveringstid udtrykkes på følgende måder:

→ I procent:

P_r = P_O
2^x

• P_r= procentdel af radioaktivt materiale, der er tilbage i prøven

• P_O = indledende procentdel af radioaktivt materiale, der var i prøven (vil altid være 100%)

• x = antal halveringstider, der er gået.

→ I dejform:

m = m_O
2^x

• m = masse af radioaktivt materiale, der er tilbage i prøven

• m^O = masse af radioaktivt materiale i prøven

• x = antal halveringstider, der er gået.

→ I form af brøktal (brøk):

F = N_O
2^x

• F = fraktion, der henviser til det radioaktive materiale, der er tilbage i prøven

• N_O= mængde, der henviser til det radioaktive materiale, der var i prøven, hvilket i virkeligheden altid er nummer 1 i tilfælde af øvelser, der involverer fraktioner;

• x = antal halveringstider, der er gået.

→ Eksempler på beregninger, der involverer halveringstid

Følg nu nogle eksempler på beregninger, der involverer halveringstid:

Eksempel 1: Efter 12 dage har et radioaktivt stof sin aktivitet reduceret til 1/8 af dets oprindelige aktivitet. Hvad er halveringstiden for dette stof?

Træningsdata:

• Halveringstid (P) =?

• Samlet tid (t) = 12 dage

• Resterende fraktion (F) = 1/8

• Indledende mængde (N_O) = 1

Vi er nødt til at bestemme antallet af halveringstider (x), som materialet har lidt i følgende udtryk:

F = N_O
2^x

1 = 1
8 2^x

2^x.1 = 8.1

2^x = 8

2^x = 2³

x = 3

Vi bestemmer derefter halveringstidsværdien ved hjælp af værdien af x fundet og tiden leveret af udtalelsen:

t = x. P

12 = 3.P

12 = P
3

P = 4 dage

Eksempel 2: Et radioaktivt element har en halveringstid svarende til 5 minutter. Hvis du har 6 g af dette element, hvad vil dets masse være efter 20 minutter?

Træningsdata:

• Halveringstid (P) = 5 minutter

• Indledende masse (m_O) = 6 g

• Samlet tid = 20 minutter

• Resterende masse (m) =?

Vi bestemte oprindeligt værdien af ​​mængden af ​​halveringstider (x), som materialet led gennem den leverede tid og halveringstid:

t = x. P

20 = x.5

20 = x
5

x = 4

Endelig beregner vi den resterende masse gennem værdien af ​​x og den indledende masse i følgende udtryk:

m = m_O
2^x

m = 6
2⁴

m = 6
16

m = 0,375 g

Eksempel 3: Et radioaktivt element har en halveringstid på 20 minutter. Efter hvor længe reduceres din masse til 25% af den oprindelige masse?

Træningsdata:

• Halveringstid (P) = 20 minutter

• Samlet tid (t) =?

• Resterende procentdel (s_r) = 25%

• Indledende procentdel (s_O) = 100%

Vi er nødt til at bestemme antallet af halveringstider (x), som materialet har lidt i følgende udtryk:

P_r = P_O
2^x

25 = 100
2^x

2^x.25 = 100

2^x = 100
25

2^x = 4

2^x = 2²

x = 2

Vi bestemmer derefter tidsværdien ved hjælp af værdien af ​​x fundet og halveringstid leveret af udsagnet:

t = x. P

t = 2,20

t = 40 minutter

Af mig Diogo Lopes Dias

Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm