Što je poluživot?

Pola zivota, također poznat kao razdoblje poluraspadanja, je vrijeme potrebno da se polovina broja atoma radioaktivnog izotopa prisutnog u uzorku raspadne.

→ Dezintegracije

THE raspadanje nije povezano s izumiranjem atoma, odnosno atom ne prestaje postojati. Zapravo se događa prirodno raspadanje atoma. Na propadanje, atom (X), do emitiraju alfa zračenje i beta, automatski se pretvara u novi kemijski element (Y), koji se javlja neprestano sve dok atom ne prestane biti radioaktivan (stabilan atom).

Prikaz prirodnog propadanja iz emisije alfa (protoni)

X → α + Y

Ili

X → β + Y

Ako je atom Y nastao raspadom radioaktivan, iz jezgre tog atoma emitirat će se novo alfa i beta zračenje. Kad dođete do poluživota materijala, znate da je polovica atoma koji su postojali u uzorku postala stabilna.

→ Poluvrijeme izotopa

Svaki radioaktivni izotop ima drugačiji poluživot. Taj se poluživot može izraziti u sekundama, minutama, satima, danima i godinama. Tablica u nastavku prikazuje vrijeme poluraspada nekih radioaktivnih izotopa:

Vrijednosti poluživota nekih radioizotopa

→ Formule korištene u studiji poluraspada

Razdoblje poluživota predstavljeno je kraticom P. Vrijeme kada je materijal pretrpio raspad predstavlja t. Dakle, ako znamo vrijeme poluraspada i vrijeme raspadanja (prikazano x), možemo reći koliko je poluraspada materijal imao u određenom trenutku. To se vrši putem donjeg popisa:

t = x. Str

Ovim znanjem još uvijek možemo odrediti broj atoma koji ostaju nakon razdoblja poluživota iz izraza:

n = Ne_O
2^x

• Ne = broj radioaktivnih atoma koji su preostali u uzorku;

• Ne_O = broj radioaktivnih atoma u uzorku;

• x = broj poluvremena koja su prošla.

Uz izračunavanje samog broja atoma, raspadanje ili smanjenje količine radioaktivnog materijala nakon razdoblja poluraspada može se izraziti na sljedeće načine:

→ Kao postotak:

Str_r = Str_O
2^x

• Str_r= postotak radioaktivnog materijala koji ostaje u uzorku;

• Str_O = početni postotak radioaktivnog materijala koji je bio u uzorku (uvijek će biti 100%);

• x = broj poluvremena koja su prošla.

→ U obliku tijesta:

m = m_O
2^x

• m = masa radioaktivnog materijala koji ostaje u uzorku;

• m^O = masa radioaktivnog materijala u uzorku;

• x = broj poluvremena koja su prošla.

→ U obliku razlomljenih brojeva (razlomak):

F = N_O
2^x

• F = frakcija koja se odnosi na radioaktivni materijal koji ostaje u uzorku;

• N_O= količina koja se odnosi na radioaktivni materijal u uzorku, koji je u stvarnosti uvijek broj 1 u slučaju vježbi koje uključuju frakcije;

• x = broj poluvremena koja su prošla.

→ Primjeri izračuna koji uključuju poluvrijeme

Slijedite sada neke primjere izračuna koji uključuju vrijeme poluraspada:

Primjer 1: Nakon 12 dana aktivnost radioaktivne tvari smanjuje se na 1/8 početne aktivnosti. Koji je poluživot ove tvari?

Podaci o vježbama:

• Poluvrijeme (P) =?

• Ukupno vrijeme (t) = 12 dana

• Preostali ulomak (F) = 1/8

• Početna količina (N_O) = 1

Moramo utvrditi broj poluvrijeme (x) pretrpljenog materijalom u sljedećem izrazu:

F = N_O
2^x

1 = 1
8 2^x

2^x.1 = 8.1

2^x = 8

2^x = 2³

x = 3

Zatim određujemo vrijednost poluvijeka koristeći vrijednost od x pronađeno i vrijeme predviđeno izričajem:

t = x. Str

12 = 3.P

12 = P
3

P = 4 dana

Primjer 2: Radioaktivni element ima poluživot jednak 5 minuta. Ako imate 6 g ovog elementa, kolika će biti njegova masa nakon 20 minuta?

Podaci o vježbi:

• Poluvrijeme (P) = 5 minuta

• Početna masa (m_O) = 6 g

• Ukupno vrijeme = 20 minuta

• Preostala masa (m) =?

U početku smo utvrdili vrijednost količine poluvijeka (x) koje je materijal pretrpio kroz vrijeme i poluživot:

t = x. Str

20 = x.5

20 = x
5

x = 4

Konačno, izračunavamo preostalu masu kroz vrijednost x i početnu masu u sljedećem izrazu:

m = m_O
2^x

m = 6
2⁴

m = 6
16

m = 0,375 g

Primjer 3: Radioaktivni element ima vrijeme poluraspada 20 minuta. Nakon koliko vremena će se vaša masa smanjiti na 25% početne mase?

Podaci o vježbi:

• Poluvrijeme (P) = 20 minuta

• Ukupno vrijeme (t) =?

• Preostali postotak (str_r) = 25%

• Početni postotak (str_O) = 100%

Moramo utvrditi broj poluvrijeme (x) pretrpljenog materijalom u sljedećem izrazu:

Str_r = Str_O
2^x

25 = 100
2^x

2^x.25 = 100

2^x = 100
25

2^x = 4

2^x = 2²

x = 2

Zatim određujemo vrijednost vremena koristeći vrijednost pronađenog x i vrijeme poluraspada osigurano izjavom:

t = x. Str

t = 2,20

t = 40 minuta

Ja, Diogo Lopes Dias

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