Halbes Leben, auch bekannt als Halbzerfallszeit, ist die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte der Atome des in einer Probe vorhandenen radioaktiven Isotops zerfällt.
→ Zerfälle
DAS Zerfall es hat nichts mit dem Aussterben des Atoms zu tun, das heißt, das Atom hört nicht auf zu existieren. Tatsächlich passiert der natürliche Zerfall des Atoms. Bei der zerfallen, das Atom (X), zum Alphastrahlung aussenden und Beta, wandelt sich automatisch in ein neues chemisches Element (Y) um, das unaufhörlich auftritt, bis das Atom nicht mehr radioaktiv ist (stabiles Atom).
Darstellung des natürlichen Zerfalls aus Alpha-Emissionen (Protonen)
X → α + Y
Oder
X → β + Y
Wenn das beim Zerfall gebildete Y-Atom radioaktiv ist, wird neue Alpha- und Beta-Strahlung aus dem Kern dieses Atoms emittiert. Wenn man die Halbwertszeit eines Materials erreicht, weiß man, dass die Hälfte der Atome, die in der Probe vorhanden waren, stabil geworden ist.
→ Halbwertszeit von Isotopen
Jeder radioaktives Isotop hat eine andere Halbwertszeit. Diese Halbwertszeit kann in Sekunden, Minuten, Stunden, Tagen und Jahren ausgedrückt werden. Die folgende Tabelle zeigt die Halbwertszeit einiger radioaktiver Isotope:
Halbwertszeit einiger Radioisotope
→ Formeln, die in der Halbwertszeitstudie verwendet wurden
Die Halbwertszeit wird durch das Akronym P dargestellt. Die Zeit, in der ein Material zerfallen ist, wird durch t dargestellt. Wenn wir also die Halbwertszeit und die Zerfallszeit (dargestellt durch x) kennen, können wir sagen, wie viele Halbwertszeiten ein Material zu einem bestimmten Zeitpunkt hatte. Dies geschieht über die folgende Liste:
t = x. P
Mit diesem Wissen können wir noch die Anzahl der Atome, die nach der Halbwertszeit verbleiben, aus dem Ausdruck bestimmen:
n = NeinÖ
2x
Nein = Anzahl der in der Probe verbleibenden radioaktiven Atome;
NeinÖ = Anzahl radioaktiver Atome in der Probe;
x = Anzahl der abgelaufenen Halbwertszeiten.
Neben der Berechnung der Atomzahl selbst kann der Zerfall oder die Abnahme der Menge an radioaktivem Material nach einer Halbwertszeit wie folgt ausgedrückt werden:
→ In Prozent:
Pr = PÖ
2x
Pr= Prozentsatz des in der Probe verbleibenden radioaktiven Materials;
PÖ = Anfangsprozentsatz des radioaktiven Materials, das in der Probe enthalten war (es wird immer 100 % betragen);
x = Anzahl der abgelaufenen Halbwertszeiten.
→ In Teigform:
m = ichÖ
2x
ich = Masse des in der Probe verbleibenden radioaktiven Materials;
ichÖ = Masse des radioaktiven Materials in der Probe;
-
x = Anzahl der abgelaufenen Halbwertszeiten.
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→ In Form von Bruchzahlen (Bruch):
F = NeinÖ
2x
F = Anteil bezogen auf das in der Probe verbleibende radioaktive Material;
NeinÖ= Menge bezogen auf das radioaktive Material in der Probe, die bei Fraktionsübungen in Wirklichkeit immer die Nummer 1 ist;
x = Anzahl der abgelaufenen Halbwertszeiten.
→ Beispiele für Berechnungen mit Halbwertszeit
Folgen Sie nun einigen Beispielen für Berechnungen, die die Halbwertszeit beinhalten:
Beispiel 1: Nach 12 Tagen ist die Aktivität einer radioaktiven Substanz auf 1/8 ihrer ursprünglichen Aktivität reduziert. Was ist die Halbwertszeit dieser Substanz?
Trainingsdaten:
Halbwertszeit (P) = ?
Gesamtzeit (t) = 12 Tage
Restbruch (F) = 1/8
Ausgangsmenge (NÖ) = 1
Wir müssen die Anzahl der Halbwertszeiten (x), die das Material erleidet, in folgendem Ausdruck bestimmen:
F = NeinÖ
2x
1 = 1
8 2x
2x.1 = 8.1
2x = 8
2x = 23
x = 3
Wir bestimmen dann den Halbwertszeitwert mit dem Wert von x gefunden und die von der Äußerung angegebene Zeit:
t = x. P
12 = 3.P
12 =P
3
P = 4 Tage
Beispiel 2: Ein radioaktives Element hat eine Halbwertszeit von 5 Minuten. Wie groß ist die Masse von 6 g dieses Elements nach 20 Minuten?
Übungsdaten:
Halbwertszeit (P) = 5 Minuten
Anfangsmasse (mÖ) = 6 g
Gesamtzeit = 20 Minuten
Restmasse (m) = ?
Wir haben zunächst den Wert der Halbwertszeit (x) bestimmt, die das Material während der angegebenen Zeit und Halbwertszeit erlitten hat:
t = x. P
20 = x, 5
20 = x
5
x = 4
Schließlich berechnen wir die Restmasse durch den Wert von x und die Anfangsmasse in folgendem Ausdruck:
m = ichÖ
2x
m = 6
24
m = 6
16
m = 0,375 g
Beispiel 3: Ein radioaktives Element hat eine Halbwertszeit von 20 Minuten. Nach wie langem wird Ihre Masse auf 25 % der Ausgangsmasse reduziert?
Übungsdaten:
Halbwertszeit (P) = 20 Minuten
Gesamtzeit (t) = ?
Verbleibender Prozentsatz (Pr) = 25%
Anfangsprozentsatz (PÖ) = 100%
Wir müssen die Anzahl der Halbwertszeiten (x), die das Material erleidet, in folgendem Ausdruck bestimmen:
Pr = PÖ
2x
25 = 100
2x
2x.25 = 100
2x = 100
25
2x = 4
2x = 22
x = 2
Wir bestimmen dann den Wert der Zeit mit dem gefundenen Wert von x und der Halbwertszeit, die durch die Aussage bereitgestellt wird:
t = x. P
t = 2,20
t = 40 Minuten
Von mir. Diogo Lopes Dias
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TAGE, Diogo Lopes. "Was ist Halbwertszeit?"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.
