מהו מחצית חיים?

חצי חיים, מוכר גם בשם תקופת התפרקות למחצה, הוא הזמן הנדרש למחצית מספר האטומים של האיזוטופ הרדיואקטיבי הקיים במדגם להתפרק.

→ התפרקויות

ה הִתפּוֹרְרוּת זה לא קשור להכחדת האטום, כלומר האטום לא מפסיק להתקיים. למעשה, מה שקורה הוא הריקבון הטבעי שעובר האטום. ב ריקבון, האטום (X), ל פולטים קרינת אלפא ו בטא, הופך אוטומטית ליסוד כימי חדש (Y), המתרחש ללא הפסקה עד שהאטום מפסיק להיות רדיואקטיבי (אטום יציב).

ייצוג של ריקבון טבעי מפליטת אלפא (פרוטונים)

X → α + Y

אוֹ

X → β + Y

אם אטום Y שנוצר בריקבון הוא רדיואקטיבי, קרינת אלפא ובטא חדשה תיפלט מגרעין האטום הזה. כשמגיעים למחצית החיים של חומר, אתה יודע שמחצית האטומים שהיו קיימים במדגם הפכו יציבים.

→ מחצית חיים של איזוטופים

כל אחד איזוטופ רדיואקטיבי יש מחצית חיים שונה. מחצית חיים זו יכולה לבוא לידי ביטוי בשניות, דקות, שעות, ימים ושנים. הטבלה שלהלן מציגה את מחצית החיים של כמה איזוטופים רדיואקטיביים:

ערכי מחצית חיים של כמה רדיואיזוטופים

→ נוסחאות המשמשות במחקר מחצית החיים

תקופת מחצית החיים מיוצגת בראשי התיבות P. הזמן שחומר סבל מהתפוררות מיוצג על ידי t. לפיכך, אם אנו יודעים מהו מחצית החיים וזמן ההתפוררות (המיוצג על ידי x), אנו יכולים לומר כמה חיי מחצית חיים היו בנקודת זמן מסוימת. זה נעשה דרך הרשימה שלהלן:

t = x. פ

בעזרת ידע זה, אנו יכולים עדיין לקבוע את מספר האטומים שנותרו לאחר תקופת מחצית החיים מתוך הביטוי:

n = לא_או
2^איקס

• לא = מספר האטומים הרדיואקטיביים שנותרו במדגם;

• לא_או = מספר האטומים הרדיואקטיביים במדגם;

• איקס = מספר מחצית החיים שחלפו.

בנוסף לחישוב מספר האטומים עצמו, ההתפוררות או הירידה בכמות החומר הרדיואקטיבי לאחר תקופת מחצית חיים יכולים לבוא לידי ביטוי בדרכים הבאות:

→ באחוזים:

פ_ר = פ_או
2^איקס

• פ_ר= אחוז החומר הרדיואקטיבי שנותר בדגימה;

• פ_או = האחוז הראשוני של החומר הרדיואקטיבי שהיה במדגם (הוא תמיד יהיה 100%);

• איקס = מספר מחצית החיים שחלפו.

→ בצורת בצק:

m = M_או
2^איקס

• M = מסת החומר הרדיואקטיבי שנותר בדגימה;

• M^או = מסת החומר הרדיואקטיבי בדגימה;

• איקס = מספר מחצית החיים שחלפו.

→ בצורת מספרים חלקים (שבר):

F = נ_או
2^איקס

• F = שבר המתייחס לחומר הרדיואקטיבי שנותר בדגימה;

• נ_או= כמות המתייחסת לחומר הרדיואקטיבי במדגם, שלמעשה הוא תמיד מספר 1 במקרה של תרגילים הכוללים שברים;

• איקס = מספר מחצית החיים שחלפו.

→ דוגמאות לחישובים הכוללים מחצית חיים

עקוב כעת אחרי כמה דוגמאות לחישובים הכוללים מחצית חיים:

דוגמה 1: לאחר 12 יום, חומר רדיואקטיבי מצטמצם בפעילותו הראשונית ל 1/8. מהו מחצית החיים של חומר זה?

נתוני תרגיל:

• מחצית חיים (P) =?

• זמן כולל (t) = 12 יום

• שבר שנותר (F) = 1/8

• כמות התחלתית (N_או) = 1

עלינו לקבוע את מספר מחצית החיים (x) שסובל מהחומר בביטוי הבא:

F = נ_או
2^איקס

1 = 1
8 2^איקס

2^איקס.1 = 8.1

2^איקס = 8

2^איקס = 2³

x = 3

לאחר מכן אנו קובעים את ערך מחצית החיים באמצעות הערך של איקס נמצא והזמן שמספק האמירה:

t = x. פ

12 = 3.P

12 = P
3

P = 4 ימים

דוגמה 2: לאלמנט רדיואקטיבי מחצית חיים השווה לחמש דקות. אם יש לך 6 גרם מאלמנט זה, מה תהיה המסה שלו לאחר 20 דקות?

נתוני התרגיל:

• מחצית חיים (P) = 5 דקות

• מסה ראשונית (מ '_או) = 6 גרם

• זמן כולל = 20 דקות

• המסה שנותרה (מ ') =?

בתחילה קבענו את ערך כמות מחצית החיים (x) שסבל החומר במהלך זמן ומחצית החיים שסיפק:

t = x. פ

20 = x.5

20 = x
5

x = 4

לבסוף, אנו מחשבים את המסה הנותרת באמצעות הערך של x ואת המסה הראשונית בביטוי הבא:

m = M_או
2^איקס

m = 6
2⁴

m = 6
16

m = 0.375 גרם

דוגמה 3: לאלמנט רדיואקטיבי מחצית חיים של 20 דקות. לאחר כמה זמן יופחת המסה שלך ל -25% מהמסה ההתחלתית?

נתוני התרגיל:

• מחצית חיים (P) = 20 דקות

• זמן כולל (t) =?

• אחוז שנותר (P_ר) = 25%

• אחוז התחלתי (עמ '_או) = 100%

עלינו לקבוע את מספר מחצית החיים (x) שסובל מהחומר בביטוי הבא:

פ_ר = פ_או
2^איקס

25 = 100
2^איקס

2^איקס.25 = 100

2^איקס = 100
25

2^איקס = 4

2^איקס = 2²

x = 2

לאחר מכן אנו קובעים את ערך הזמן באמצעות הערך של x שנמצא ומחצית החיים שמספקת ההצהרה:

t = x. פ

t = 2.20

t = 40 דקות

על ידי. דיוגו לופס דיאס

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm