Che cos'è l'emivita?

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)
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
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 determinare ulteriormente 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.

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→ 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

Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:

GIORNI, Diogo Lopes. "Cos'è l'emivita?"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm. Consultato il 27 giugno 2021.

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