Mis on poolestusaeg?

Pool elu, tuntud ka kui pool lagunemisperiood, on aeg, mis kulub proovis leiduva radioaktiivse isotoobi poole aatomite lagunemiseks.

→ lagunemised

THE lagunemine see pole seotud aatomi väljasuremisega, see tähendab, et aatom ei lakka olemast. Tegelikult juhtub aatomi loomulik lagunemine. Juures lagunemine, aatom (X) kuni kiirgavad alfa-kiirgust ja beeta, muundub automaatselt uueks keemiliseks elemendiks (Y), mis toimub lakkamatult kuni aatomi lakkab olemast radioaktiivne (stabiilne aatom).

Alfa heitkoguste loodusliku lagunemise kujutamine (prootonid)

X → a + Y

Või

X → β + Y

Kui lagunemisel tekkinud Y-aatom on radioaktiivne, eraldub selle aatomi tuumast uus alfa- ja beetakiirgus. Materjali poolestusajani jõudes teate, et pool valimis eksisteerinud aatomitest muutus stabiilseks.

→ Isotoopide poolestusaeg

Iga radioaktiivne isotoop poolväärtusaeg on erinev. Seda poolväärtusaega saab väljendada sekundites, minutites, tundides, päevades ja aastates. Allpool olev tabel näitab mõnede radioaktiivsete isotoopide poolestusaega:

Mõne radioisotoopi poolestusaeg

→ Poolväärtusaja uuringus kasutatud valemid

Poolväärtusaega tähistab lühend P. Aega, mil materjal on lagunenud, tähistab t. Seega, kui teame poolväärtusaega ja lagunemisaega (mida tähistab x), võime öelda, mitu materjali poolestusaega on teatud ajahetkel olnud. Seda tehakse alloleva loendi kaudu:

t = x. P

Nende teadmiste abil saame avaldise järgi ikkagi kindlaks määrata aatomite arvu, mis jäävad pärast poolväärtusaega:

n = ei_O
2^x

• ei = proovis järelejäänud radioaktiivsete aatomite arv;

• ei_O = proovis olevate radioaktiivsete aatomite arv;

• x = möödunud poolväärtusaegade arv.

Lisaks aatomite arvu enda arvutamisele võib radioaktiivse materjali lagunemist või vähenemist poolväärtusaja möödumisel väljendada järgmiselt:

→ Protsentides:

P_r = P_O
2^x

• P_r= proovi järelejäänud radioaktiivse materjali protsent;

• P_O = proovis olnud radioaktiivse materjali esialgne protsent (see on alati 100%);

• x = möödunud poolväärtusaegade arv.

→ Tainas:

m = m_O
2^x

• m = proovisse jäänud radioaktiivse materjali mass;

• m^O = proovis oleva radioaktiivse materjali mass;

• x = möödunud poolväärtusaegade arv.

→ Murdarvude kujul (murd):

F = N_O
2^x

• F = proovi järelejäänud radioaktiivse materjali osakaal;

• N_O= kogus, mis viitab proovis olevale radioaktiivsele materjalile, mis tegelikkuses on murdudega seotud harjutuste korral alati number 1;

• x = möödunud poolväärtusaegade arv.

→ Näited poolväärtusajaga arvutustest

Järgige nüüd näiteid arvutustest, mis hõlmavad poolestusaega:

Näide 1: 12 päeva pärast vähendatakse radioaktiivse aine aktiivsust 1/8 algsest aktiivsusest. Mis on selle aine poolestusaeg?

Treeninguandmed:

• Poolväärtusaeg (P) =?

• Kogu aeg (t) = 12 päeva

• Järelejäänud murd (F) = 1/8

• Esialgne kogus (N_O) = 1

Peame määratlema materjali poolt kannatatud poolestusaegade arvu (x) järgmises väljendis:

F = N_O
2^x

1 = 1
8 2^x

2^x.1 = 8.1

2^x = 8

2^x = 2³

x = 3

Seejärel määrame poolväärtusaja väärtuse, kasutades väärtust x leitud aeg ja ütluse antud aeg:

t = x. P

12 = 3P

12 = P
3

P = 4 päeva

Näide 2: Radioaktiivse elemendi poolestusaeg on 5 minutit. Kui teil on seda elementi 6 g, milline on selle mass 20 minuti pärast?

Treeningu andmed:

• Poolväärtusaeg (P) = 5 minutit

• Algmass (m_O) = 6 g

• Kogu aeg = 20 minutit

• Järelejäänud mass (m) =?

Esialgu määrasime materjali poolestusaja (x) väärtuse, mille materjali ja selle poolestusaega kannatasid:

t = x. P

20 = x, 5

20 = x
5

x = 4

Lõpuks arvutame järelejäänud massi x väärtuse ja algmassi kaudu järgmises avaldises:

m = m_O
2^x

m = 6
2⁴

m = 6
16

m = 0,375 g

Näide 3: Radioaktiivse elemendi poolestusaeg on 20 minutit. Kui kaua pärast teie massi vähenemist 25% -ni algmassist väheneb?

Treeningu andmed:

• Poolväärtusaeg (P) = 20 minutit

• Kogu aeg (t) =?

• Järelejäänud protsent (P_r) = 25%

• Esialgne protsent (P_O) = 100%

Peame määratlema materjali poolt kannatatud poolestusaegade arvu (x) järgmises väljendis:

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

Seejärel määrame aja väärtuse, kasutades leitud x väärtust ja avaldises toodud poolväärtusaega:

t = x. P

t = 2,20

t = 40 minutit

Minu poolt. Diogo Lopes Dias

Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm