Metà vita, conosciuto anche come periodo di semi-disintegrazione, è il tempo necessario per disintegrare metà del numero di atomi dell'isotopo radioattivo presente in un campione.
→ Disintegrazioni
IL disintegrazione non è legato all'estinzione dell'atomo, cioè l'atomo non cessa di esistere. In effetti, ciò che accade è il decadimento naturale che l'atomo subisce. Al decadimento, l'atomo (X), al emettono radiazioni alfa e beta, si trasforma automaticamente in un nuovo elemento chimico (Y), che si manifesta incessantemente fino a quando l'atomo cessa di essere radioattivo (atomo stabile).
Rappresentazione del decadimento naturale da emissioni alfa (protoni)
X → α + Y
O
X → + Y
Se l'atomo Y formato nel decadimento è radioattivo, dal nucleo di quell'atomo verranno emesse nuove radiazioni alfa e beta. Quando raggiungi l'emivita di un materiale, sai che la metà degli atomi che esistevano nel campione è diventata stabile.
→ Emivita degli isotopi
Ogni isotopo radioattivo ha un'emivita diversa. Questa emivita può essere espressa in secondi, minuti, ore, giorni e anni. La tabella seguente mostra l'emivita di alcuni isotopi radioattivi:
Valori di emivita di alcuni radioisotopi
→ Formule utilizzate nello studio dell'emivita
Il periodo di emivita è rappresentato dall'acronimo P. Il tempo in cui un materiale ha subito la disgregazione è rappresentato da t. Quindi, se conosciamo l'emivita e il tempo di disintegrazione (rappresentato da x), possiamo dire quante emivite ha avuto un materiale in un determinato momento. Questo viene fatto attraverso l'elenco seguente:
t = x. P
Con questa conoscenza, possiamo ancora determinare il numero di atomi che rimangono dopo il periodo di emivita dall'espressione:
n = nooh
2X
no = numero di atomi radioattivi rimasti nel campione;
nooh = numero di atomi radioattivi nel campione;
X = numero di emivite trascorse.
Oltre a calcolare il numero di atomi stesso, la disintegrazione o diminuzione della quantità di materiale radioattivo dopo un periodo di emivita può essere espressa nei seguenti modi:
→ In percentuale:
Pr = Poh
2X
Pr= percentuale di materiale radioattivo rimasto nel campione;
Poh = percentuale iniziale di materiale radioattivo presente nel campione (sarà sempre 100%);
X = numero di emivite trascorse.
→ In forma di pasta:
m = moh
2X
m = massa di materiale radioattivo rimasto nel campione;
moh = massa di materiale radioattivo nel campione;
X = numero di emivite trascorse.
→ Sotto forma di numeri frazionari (frazione):
F = nooh
2X
F = frazione riferita al materiale radioattivo rimasto nel campione;
nooh= quantità riferita al materiale radioattivo nel campione, che in realtà è sempre il numero 1 nel caso di esercizi con frazioni;
X = numero di emivite trascorse.
→ Esempi di calcoli che coinvolgono l'emivita
Segui ora alcuni esempi di calcoli che coinvolgono l'emivita:
Esempio 1: Dopo 12 giorni, una sostanza radioattiva ha la sua attività ridotta a 1/8 della sua attività iniziale. Qual è l'emivita di questa sostanza?
Dati di esercizio:
Emivita (P) = ?
Tempo totale (t) = 12 giorni
Frazione rimanente (F) = 1/8
Quantità iniziale (Noh) = 1
Dobbiamo determinare il numero di emivite (x) subite dal materiale nella seguente espressione:
F = nooh
2X
1 = 1
8 2X
2X.1 = 8.1
2X = 8
2X = 23
x = 3
Quindi determiniamo il valore dell'emivita usando il valore di X trovato e il tempo fornito dall'enunciato:
t = x. P
12 = 3.P
12 =P
3
P = 4 giorni
Esempio 2: Un elemento radioattivo ha un'emivita pari a 5 minuti. Se hai 6 g di questo elemento, quale sarà la sua massa dopo 20 minuti?
Dati di esercizio:
Emivita (P) = 5 minuti
Massa iniziale (moh) = 6 g
Tempo totale = 20 minuti
Massa rimanente (m) = ?
Inizialmente abbiamo determinato il valore della quantità di emivite (x) che il materiale ha subito durante il tempo e l'emivita forniti:
t = x. P
20 = x.5
20 = x
5
x = 4
Infine, calcoliamo la massa residua attraverso il valore di x e la massa iniziale nella seguente espressione:
m = moh
2X
m = 6
24
m = 6
16
m = 0,375 g
Esempio 3: Un elemento radioattivo ha un'emivita di 20 minuti. Dopo quanto tempo la tua massa si ridurrà al 25% della massa iniziale?
Dati di esercizio:
Emivita (P) = 20 minuti
Tempo totale (t) = ?
Percentuale rimanente (Pr) = 25%
Percentuale iniziale (Poh) = 100%
Dobbiamo determinare il numero di emivite (x) subite dal materiale nella seguente espressione:
Pr = Poh
2X
25 = 100
2X
2X.25 = 100
2X = 100
25
2X = 4
2X = 22
x = 2
Quindi determiniamo il valore del tempo usando il valore di x trovato e l'emivita fornita dall'affermazione:
t = x. P
t = 2.20
t = 40 minuti
Di Me. Diogo Lopes Dias
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm