Kas ir pussabrukšanas periods?

Pus dzīve, zināms arī kā daļēji dezintegrācijas periods, ir laiks, kas vajadzīgs, lai sadalītos puse no paraugā esošā radioaktīvā izotopa atomu skaita.

→ Sadalīšanās

sadalīšanās tas nav saistīts ar atoma izzušanu, tas ir, atoms nebeidz pastāvēt. Patiesībā notiek dabiskā sabrukšana, kas notiek atomam. Pie sabrukšana, atoms (X) uz izstaro alfa starojumu un beta, automātiski pārveidojas par jaunu ķīmisko elementu (Y), kas notiek nepārtraukti, līdz atoms pārstāj būt radioaktīvs (stabils atoms).

Alfa emisiju dabiskā sabrukuma attēlojums (protoni)

X → α + Y

Or

X → β + Y

Ja sabrukumā izveidojies Y atoms ir radioaktīvs, no šī atoma kodola izdalīsies jauns alfa un beta starojums. Kad jūs nonākat līdz materiāla pussabrukšanas periodam, jūs zināt, ka puse no paraugā esošajiem atomiem kļuva stabila.

→ Izotopu pussabrukšanas periods

Katrs radioaktīvais izotops ir atšķirīgs pussabrukšanas periods. Šo pussabrukšanas periodu var izteikt sekundēs, minūtēs, stundās, dienās un gados. Zemāk esošajā tabulā parādīts dažu radioaktīvo izotopu pusperiods:

Dažu radioizotopu pusperioda vērtības

→ Pusperioda pētījumā izmantotās formulas

Pusperioda periodu apzīmē ar akronīmu P. Laiku, kad materiāls ir sadalījies, attēlo t. Tādējādi, ja mēs zinām pussabrukšanas periodu un sabrukšanas laiku (ko apzīmē ar x), mēs varam pateikt, cik pusperiodu materiālam ir bijis līdz noteiktam laika punktam. Tas tiek darīts, izmantojot zemāk esošo sarakstu:

t = x. P

Izmantojot šīs zināšanas, mēs no izteiksmes varam tālāk noteikt atomu skaitu, kas palikuši pēc pussabrukšanas perioda:

n = Nē_O
2^x

• Nē = paraugā atlikušo radioaktīvo atomu skaits;

• Nē_O = radioaktīvo atomu skaits paraugā;

• x = pagājušo pusperiodu skaits.

Papildus paša atomu skaita aprēķināšanai radioaktīvā materiāla sadalīšanos vai samazināšanos pēc pussabrukšanas perioda var izteikt šādi:

→ Procentuāli:

P_r = P_O
2^x

• P_r= paraugā atlikušā radioaktīvā materiāla procentuālā daļa;

• P_O = radioaktīvā materiāla sākotnējais procentuālais daudzums, kas bija paraugā (vienmēr būs 100%);

• x = pagājušo pusperiodu skaits.

→ Mīklas formā:

m = m_O
2^x

• m = paraugā atlikušā radioaktīvā materiāla masa;

• m^O = radioaktīvā materiāla masa paraugā;

• x = pagājušo pusperiodu skaits.

→ Daļējo skaitļu veidā (daļa):

F = N_O
2^x

• F = frakcija, kas attiecas uz paraugā palikušo radioaktīvo materiālu;

• N_O= daudzums, kas attiecas uz paraugā esošo radioaktīvo materiālu, kas faktiski ir skaitlis 1, ja vingrinājumi ietver frakcijas;

• x = pagājušo pusperiodu skaits.

→ Aprēķinu piemēri, kas saistīti ar pussabrukšanas periodu

Izpildiet dažus aprēķinu piemērus, kas saistīti ar pusperiodu:

1. piemērs: Pēc 12 dienām radioaktīvās vielas aktivitāte tiek samazināta līdz 1/8 no sākotnējās aktivitātes. Kāds ir šīs vielas pusperiods?

Vingrinājumu dati:

• Pusperiods (P) =?

• Kopējais laiks (t) = 12 dienas

• Atlikusī frakcija (F) = 1/8

• Sākotnējais daudzums (N_O) = 1

Mums jānosaka materiāla pusperiodu (x) skaits ar šādu izteicienu:

F = N_O
2^x

1 = 1
8 2^x

2^x.1 = 8.1

2^x = 8

2^x = 2³

x = 3

Pēc tam mēs nosakām pusperioda vērtību, izmantojot vērtību x atrastais laiks un izrunātais laiks:

t = x. P

12 = 3.P

12 = P
3

P = 4 dienas

2. piemērs: Radioaktīvā elementa pusperiods ir vienāds ar 5 minūtēm. Ja jums ir 6 g šī elementa, kāda būs tā masa pēc 20 minūtēm?

Vingrinājumu dati:

• Pusperiods (P) = 5 minūtes

• Sākotnējā masa (m_O) = 6 g

• Kopējais laiks = 20 minūtes

• Atlikusī masa (m) =?

Sākotnēji mēs noteicām pusperiodu (x) vērtību, ko materiāls cieta laika un pusperioda laikā:

t = x. P

20 = x.5

20 = x
5

x = 4

Visbeidzot, mēs aprēķinām atlikušo masu, izmantojot x vērtību un sākotnējo masu šādā izteiksmē:

m = m_O
2^x

m = 6
2⁴

m = 6
16

m = 0,375 g

3. piemērs: Radioaktīvā elementa pusperiods ir 20 minūtes. Pēc cik ilga laika jūsu masa samazināsies līdz 25% no sākotnējās masas?

Vingrinājumu dati:

• Pusperiods (P) = 20 minūtes

• Kopējais laiks (t) =?

• Atlikušais procents (P_r) = 25%

• Sākotnējā procentuālā daļa (P_O) = 100%

Mums jānosaka materiāla pusperiodu (x) skaits ar šādu izteicienu:

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

Pēc tam mēs nosakām laika vērtību, izmantojot atrastā x vērtību un paziņojuma sniegto pusperiodu:

t = x. P

t = 2,20

t = 40 minūtes

Autors: Diogo Lopes Dias

Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm