Що таке період напіввиведення?

Півжиття, також відомий як період напіврозпаду, - це час, протягом якого половина кількості атомів радіоактивного ізотопу, присутнього у зразку, розпадається.

→ Розпади

THE розпад це не пов'язано з вимиранням атома, тобто атом не перестає існувати. Насправді те, що відбувається, це природний розпад, який зазнає атом. Біля розпад, атом (X), до випромінюють альфа-випромінювання і бета-версія, автоматично перетворюється на новий хімічний елемент (Y), який виникає безперервно, поки атом не перестане бути радіоактивним (стабільний атом).

Представлення природного розпаду від альфа-викидів (протони)

X → α + Y

Або

X → β + Y

Якщо атом Y, що утворюється при розпаді, є радіоактивним, з ядра цього атома буде випромінюватися нове альфа- та бета-випромінювання. Дійшовши до періоду напіврозпаду матеріалу, ви знаєте, що половина атомів, що існували у зразку, стала стабільною.

→ Період напіввиведення ізотопів

Кожен радіоактивний ізотоп має різний період напіввиведення. Цей період напіввиведення може бути виражений секундами, хвилинами, годинами, днями та роками. У таблиці нижче показано період напіввиведення деяких радіоактивних ізотопів:

Значення періоду напіввиведення деяких радіоізотопів

→ Формули, що використовуються при дослідженні періоду напіврозпаду

Період напіввиведення представлений абревіатурою P. Час, коли матеріал зазнав дезінтеграції, представлений t. Таким чином, якщо ми знаємо період напіврозпаду та час розпаду (представлений х), ми можемо сказати, скільки періодів напіврозпаду мав матеріал у певний момент часу. Це робиться за допомогою списку нижче:

t = x. P

Маючи ці знання, ми все ще можемо визначити кількість атомів, що залишаються після періоду напіврозпаду за виразом:

n = немає_О
2^х

• немає = кількість радіоактивних атомів, що залишились у зразку;

• немає_О = кількість радіоактивних атомів у зразку;

• х = кількість періодів напіввиведення, які пройшли.

На додаток до розрахунку самої кількості атомів, розпад або зменшення кількості радіоактивного матеріалу після періоду напіврозпаду можна виразити наступними способами:

→ У відсотках:

P_р = P_О
2^х

• P_р= відсоток радіоактивного матеріалу, що залишився у зразку;

• P_О = початковий відсоток радіоактивного матеріалу, який був у зразку (він завжди буде 100%);

• х = кількість періодів напіввиведення, які пройшли.

→ У формі тіста:

m = м_О
2^х

• м = маса радіоактивного матеріалу, що залишився у зразку;

• м^О = маса радіоактивного матеріалу у зразку;

• х = кількість періодів напіввиведення, які пройшли.

→ У вигляді дробових чисел (дріб):

F = N_О
2^х

• F = частка, що стосується радіоактивного матеріалу, що залишився у зразку;

• N_О= кількість, що стосується радіоактивного матеріалу у зразку, який насправді завжди є номером 1 у випадку вправ із участю дробу;

• х = кількість періодів напіввиведення, які пройшли.

→ Приклади розрахунків, що включають період напіввиведення

Тепер дотримуйтесь деяких прикладів розрахунків, які включають період напіввиведення:

Приклад 1: Через 12 днів активність радіоактивної речовини знижується до 1/8 початкової активності. Який період напіввиведення цієї речовини?

Дані вправи:

• Період напіввиведення (P) =?

• Загальний час (t) = 12 днів

• Залишок дробу (F) = 1/8

• Початкова кількість (N_О) = 1

Ми маємо визначити кількість періодів напіврозпаду (х), яких зазнав матеріал, у наступному виразі:

F = N_О
2^х

1 = 1
8 2^х

2^х.1 = 8.1

2^х = 8

2^х = 2³

х = 3

Потім ми визначаємо значення періоду напіврозпаду, використовуючи значення х знайдений і час, передбачений висловом:

t = x. P

12 = 3.P

12 = Р
3

Р = 4 дні

Приклад 2: Час напіввиведення радіоактивного елемента дорівнює 5 хвилинам. Якщо у вас 6 г цього елемента, якою буде його маса через 20 хвилин?

Дані вправи:

• Період напіввиведення (P) = 5 хвилин

• Початкова маса (м_О) = 6 г.

• Загальний час = 20 хвилин

• Залишилася маса (м) =?

Спочатку ми визначили величину періоду напіврозпаду (х), який матеріал зазнав за час та період напіввиведення:

t = x. P

20 = х.5

20 = х
5

х = 4

Нарешті, ми обчислюємо залишкову масу через значення x і початкову масу в наступному виразі:

m = м_О
2^х

m = 6
2⁴

m = 6
16

м = 0,375 г.

Приклад 3: Радіоактивний елемент має період напіввиведення 20 хвилин. Через який час ваша маса зменшиться до 25% від початкової маси?

Дані вправи:

• Період напіввиведення (P) = 20 хвилин

• Загальний час (t) =?

• Відсоток, що залишився (P_р) = 25%

• Початковий відсоток (P_О) = 100%

Ми маємо визначити кількість періодів напіврозпаду (х), яких зазнав матеріал, у наступному виразі:

P_р = P_О
2^х

25 = 100
2^х

2^х.25 = 100

2^х = 100
25

2^х = 4

2^х = 2²

х = 2

Потім ми визначаємо значення часу, використовуючи знайдене значення x та період напіввиведення, передбачений твердженням:

t = x. P

t = 2,20

t = 40 хвилин

Мені Діого Лопес Діас

Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida.htm