Ημιζωή, επίσης γνωστός ως περίοδο ημι-αποσύνθεσης, είναι ο χρόνος που απαιτείται για το ήμισυ του αριθμού των ατόμων του ραδιενεργού ισότοπου που υπάρχει σε ένα δείγμα για αποσύνθεση.
→ Διασπάσεις
Ο αποσύνθεση Δεν σχετίζεται με την εξαφάνιση του ατόμου, δηλαδή το άτομο δεν παύει να υπάρχει. Στην πραγματικότητα, αυτό που συμβαίνει είναι η φυσική αποσύνθεση που υφίσταται το άτομο. Στο φθορά, το άτομο (X), στο εκπέμπουν ακτινοβολία άλφα και βήτα, μεταμορφώνεται αυτόματα σε ένα νέο χημικό στοιχείο (Y), το οποίο εμφανίζεται αδιάκοπα έως ότου το άτομο παύσει να είναι ραδιενεργό (σταθερό άτομο).
Αναπαράσταση της φυσικής διάσπασης από τις εκπομπές άλφα (πρωτόνια)
X → α + Υ
Ή
X → β + Υ
Εάν το άτομο Υ που σχηματίζεται στην αποσύνθεση είναι ραδιενεργό, θα εκπέμπεται νέα ακτινοβολία άλφα και βήτα από τον πυρήνα αυτού του ατόμου. Όταν φτάσετε στον χρόνο ημιζωής ενός υλικού, γνωρίζετε ότι τα μισά άτομα που υπήρχαν στο δείγμα έγιναν σταθερά.
→ Ημιζωή των ισοτόπων
Καθε ραδιενεργό ισότοπο έχει διαφορετική ημιζωή. Αυτός ο χρόνος ημιζωής μπορεί να εκφραστεί σε δευτερόλεπτα, λεπτά, ώρες, ημέρες και χρόνια. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τον χρόνο ημιζωής ορισμένων ραδιενεργών ισοτόπων:
Τιμές ημιζωής ορισμένων ραδιοϊσοτόπων
→ Τύποι που χρησιμοποιούνται στη μελέτη ημιζωής
Η περίοδος ημίσειας ζωής αντιπροσωπεύεται από το ακρωνύμιο P. Ο χρόνος που ένα υλικό υπέστη αποσύνθεση αντιπροσωπεύεται από το t. Έτσι, εάν γνωρίζουμε τον χρόνο ημιζωής και τον χρόνο αποσύνθεσης (που αντιπροσωπεύεται από το x), μπορούμε να πούμε πόσες ημιζωές είχε ένα υλικό σε ένα συγκεκριμένο χρονικό σημείο. Αυτό γίνεται μέσω της παρακάτω λίστας:
t = x. Π
Με αυτήν τη γνώση, μπορούμε ακόμα να προσδιορίσουμε τον αριθμό των ατόμων που παραμένουν μετά την περίοδο ημίσειας ζωής από την έκφραση:
η = όχιΟ
2Χ
όχι = αριθμός ραδιενεργών ατόμων που παραμένουν στο δείγμα ·
όχιΟ = αριθμός ραδιενεργών ατόμων στο δείγμα ·
Χ = αριθμός ημιζωών που έχουν περάσει.
Εκτός από τον υπολογισμό του ίδιου του αριθμού ατόμων, η αποσύνθεση ή μείωση της ποσότητας ραδιενεργού υλικού μετά από μια περίοδο ημίσειας ζωής μπορεί να εκφραστεί με τους ακόλουθους τρόπους:
→ Ως ποσοστό:
Πρ = ΠΟ
2Χ
Πρ= ποσοστό του ραδιενεργού υλικού που απομένει στο δείγμα ·
ΠΟ = αρχικό ποσοστό ραδιενεργού υλικού που ήταν στο δείγμα (θα είναι πάντα 100%) ·
Χ = αριθμός ημιζωών που έχουν περάσει.
→ Σε μορφή ζύμης:
m = ΜΟ
2Χ
Μ = μάζα ραδιενεργού υλικού που απομένει στο δείγμα ·
ΜΟ = μάζα ραδιενεργού υλικού στο δείγμα ·
Χ = αριθμός ημιζωών που έχουν περάσει.
→ Με τη μορφή κλασματικών αριθμών (κλάσμα):
F = ΝΟ
2Χ
φά = κλάσμα που αναφέρεται στο ραδιενεργό υλικό που παραμένει στο δείγμα ·
ΝΟ= ποσότητα που αναφέρεται στο ραδιενεργό υλικό του δείγματος, το οποίο, στην πραγματικότητα, είναι πάντα νούμερο 1 στην περίπτωση ασκήσεων που περιλαμβάνουν κλάσματα ·
Χ = αριθμός ημιζωών που έχουν περάσει.
→ Παραδείγματα υπολογισμών που περιλαμβάνουν χρόνο ημιζωής
Ακολουθήστε τώρα μερικά παραδείγματα υπολογισμών που περιλαμβάνουν χρόνο ημιζωής:
Παράδειγμα 1: Μετά από 12 ημέρες, μια ραδιενεργή ουσία μειώνεται η δραστικότητά της στο 1/8 της αρχικής της δραστηριότητας. Ποιος είναι ο χρόνος ημιζωής αυτής της ουσίας;
Δεδομένα άσκησης:
Ημιζωή (P) =?
Συνολικός χρόνος (t) = 12 ημέρες
Υπόλοιπο κλάσμα (F) = 1/8
Αρχική ποσότητα (ΝΟ) = 1
Πρέπει να προσδιορίσουμε τον αριθμό των ημιζωών (x) που υπέστη το υλικό στην ακόλουθη έκφραση:
F = ΝΟ
2Χ
1 = 1
8 2Χ
2Χ.1 = 8.1
2Χ = 8
2Χ = 23
x = 3
Στη συνέχεια προσδιορίζουμε την τιμή ημιζωής χρησιμοποιώντας την τιμή του Χ βρέθηκαν και ο χρόνος που παρέχεται από τη φράση:
t = x. Π
12 = 3.Ρ
12 = Ρ
3
P = 4 ημέρες
Παράδειγμα 2: Ένα ραδιενεργό στοιχείο έχει χρόνο ημιζωής ίση με 5 λεπτά. Εάν έχετε 6 g αυτού του στοιχείου, ποια θα είναι η μάζα του μετά από 20 λεπτά;
Δεδομένα άσκησης:
Ημιζωή (P) = 5 λεπτά
Αρχική μάζα (mΟ) = 6 g
Συνολικός χρόνος = 20 λεπτά
Υπολειπόμενη μάζα (m) =?
Αρχικά προσδιορίσαμε την αξία του χρόνου ημιζωής (x) που υπέστη το υλικό κατά τη διάρκεια του χρόνου και της ημίσειας ζωής:
t = x. Π
20 = x.5
20 = x
5
x = 4
Τέλος, υπολογίζουμε την υπόλοιπη μάζα μέσω της τιμής του x και της αρχικής μάζας στην ακόλουθη έκφραση:
m = ΜΟ
2Χ
m = 6
24
m = 6
16
m = 0,375 g
Παράδειγμα 3: Ένα ραδιενεργό στοιχείο έχει χρόνο ημιζωής 20 λεπτών. Μετά από πόσο καιρό θα μειωθεί η μάζα σας στο 25% της αρχικής μάζας;
Δεδομένα άσκησης:
Ημιζωή (P) = 20 λεπτά
Συνολικός χρόνος (t) =?
Υπόλοιπο ποσοστό (Pρ) = 25%
Αρχικό ποσοστό (PΟ) = 100%
Πρέπει να προσδιορίσουμε τον αριθμό των ημιζωών (x) που υπέστη το υλικό στην ακόλουθη έκφραση:
Πρ = ΠΟ
2Χ
25 = 100
2Χ
2Χ.25 = 100
2Χ = 100
25
2Χ = 4
2Χ = 22
x = 2
Στη συνέχεια προσδιορίζουμε την τιμή του χρόνου χρησιμοποιώντας την τιμή του x που βρέθηκε και τον χρόνο ημιζωής που παρέχεται από τη δήλωση:
t = x. Π
t = 2.20
t = 40 λεπτά
Από μένα. Diogo Lopes Dias
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm
