Halveringstijd, ook gekend als semi-desintegratieperiode, is de tijd die nodig is om de helft van het aantal atomen van de radioactieve isotoop in een monster te desintegreren.
→ Desintegraties
DE desintegratie het is niet gerelateerd aan het uitsterven van het atoom, dat wil zeggen, het atoom houdt niet op te bestaan. Wat er in feite gebeurt, is het natuurlijke verval dat het atoom ondergaat. Bij de verval, het atoom (X), naar de alfastraling uitzenden en bèta, verandert automatisch in een nieuw chemisch element (Y), dat onophoudelijk optreedt totdat het atoom niet langer radioactief is (stabiel atoom).
Weergave van natuurlijk verval door alfa-emissies (protonen)
X → α + Y
Of
X → β + Y
Als het bij het verval gevormde Y-atoom radioactief is, wordt er nieuwe alfa- en bètastraling uitgezonden vanuit de kern van dat atoom. Als je bij de halfwaardetijd van een materiaal komt, weet je dat de helft van de atomen die in het monster bestonden, stabiel werd.
→ Halfwaardetijd van isotopen
Elk radioactieve isotoop
heeft een andere halfwaardetijd. Deze halfwaardetijd kan worden uitgedrukt in seconden, minuten, uren, dagen en jaren. De onderstaande tabel toont de halfwaardetijd van sommige radioactieve isotopen:
Halfwaardetijdwaarden van sommige radio-isotopen
→ Formules gebruikt in de halfwaardetijdstudie
De halfwaardetijd wordt weergegeven door het acroniem P. De tijd dat een materiaal desintegratie heeft ondergaan, wordt weergegeven door t. Als we dus de halfwaardetijd en de desintegratietijd (voorgesteld door x) kennen, kunnen we zeggen hoeveel halfwaardetijden een materiaal heeft gehad tot een bepaald tijdstip. Dit gaat via onderstaande lijst:
t = x. P
Met deze kennis kunnen we het aantal atomen dat overblijft na de halfwaardetijd verder bepalen uit de uitdrukking:
n = NeeO
2X
Nee = aantal radioactieve atomen dat in het monster achterblijft;
NeeO = aantal radioactieve atomen in het monster;
X = aantal halfwaardetijden die zijn verstreken.
Naast het berekenen van het aantal atomen zelf, kan de desintegratie of afname van de hoeveelheid radioactief materiaal na een halfwaardetijd op de volgende manieren worden uitgedrukt:
→ Als een percentage:
Pr = PO
2X
Pr= percentage radioactief materiaal dat in het monster achterblijft;
PO = aanvankelijk percentage radioactief materiaal dat in het monster zat (altijd 100%);
X = aantal halfwaardetijden die zijn verstreken.
→ In deegvorm:
m = mO
2X
m = massa radioactief materiaal dat in het monster achterblijft;
mO = massa radioactief materiaal in het monster;
-
X = aantal halfwaardetijden die zijn verstreken.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
→ In de vorm van fractionele getallen (breuk):
F = neeO
2X
F = fractie die betrekking heeft op de radioactieve stof die in het monster achterblijft;
neeO= hoeveelheid die verwijst naar de radioactieve stof in het monster, dat in werkelijkheid altijd nummer 1 is bij oefeningen met breuken;
X = aantal halfwaardetijden die zijn verstreken.
→ Voorbeelden van berekeningen met halfwaardetijd
Volg nu enkele voorbeelden van berekeningen met halfwaardetijd:
Voorbeeld 1: Na 12 dagen is de activiteit van een radioactieve stof verminderd tot 1/8 van de oorspronkelijke activiteit. Wat is de halfwaardetijd van deze stof?
Trainingsgegevens:
Halfwaardetijd (P) = ?
Totale tijd (t) = 12 dagen
Resterende fractie (F) = 1/8
Initiële hoeveelheid (NO) = 1
We moeten het aantal halfwaardetijden (x) bepalen dat door het materiaal wordt geleden in de volgende uitdrukking:
F = neeO
2X
1 = 1
8 2X
2X.1 = 8.1
2X = 8
2X = 23
x = 3
Vervolgens bepalen we de halfwaardetijd met behulp van de waarde van X gevonden en de tijd die door de uiting wordt gegeven:
t = x. P
12 = 3.P
12 =P
3
P = 4 dagen
Voorbeeld 2: Een radioactief element heeft een halfwaardetijd van 5 minuten. Met 6 g van dit element, wat zal de massa zijn na 20 minuten?
Oefening gegevens:
Halfwaardetijd (P) = 5 minuten
Initiële massa (mO) = 6 g
Totale tijd = 20 minuten
Resterende massa (m) = ?
We hebben in eerste instantie de waarde bepaald van de hoeveelheid halfwaardetijden (x) die het materiaal door de tijd en de halfwaardetijd heeft geleden:
t = x. P
20 = x.5
20 = x
5
x = 4
Ten slotte berekenen we de resterende massa via de waarde van x en de initiële massa in de volgende uitdrukking:
m = mO
2X
m = 6
24
m = 6
16
m = 0,375 g
Voorbeeld 3: Een radioactief element heeft een halfwaardetijd van 20 minuten. Na hoe lang wordt uw massa teruggebracht tot 25% van de oorspronkelijke massa?
Oefening gegevens:
Halfwaardetijd (P) = 20 minuten
Totale tijd (t) = ?
Resterend percentage (Pr) = 25%
Initieel percentage (PO) = 100%
We moeten het aantal halfwaardetijden (x) bepalen dat door het materiaal wordt geleden in de volgende uitdrukking:
Pr = PO
2X
25 = 100
2X
2X.25 = 100
2X = 100
25
2X = 4
2X = 22
x = 2
Vervolgens bepalen we de waarde van tijd met behulp van de gevonden waarde van x en de halfwaardetijd die wordt geboden door de verklaring:
t = x. P
t = 2.20
t = 40 minuten
Door mij Diogo Lopes Dias
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
DAGEN, Diogo Lopes. "Wat is halfwaardetijd?"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm. Betreden op 27 juni 2021.