Подготовьтесь к сдаче ЕГЭ интересно и эффективно!
Период полураспада радиоактивного изотопа: формула в физике, алгоритм скорости
100

Период полураспада радиоактивного изотопа: формула в физике, алгоритм скорости

Содержание:





Семейная пара французских физиков Ирен и Фредерик Кюри в 1930-х годах проводили эксперименты с облучением изотопов α-частичками. Они сделали несколько открытий. Первое – радиоактивные изотопы возможно получить для всех химических элементов, второе – расщепление всех ядер подчиняется единому закону радиоактивного полураспада. Рассмотрим, что такое период полураспада в физике, ознакомимся с формулой, описывающей процесс. 

Закон или период полураспада изотопа: это что, в чём измеряется

Закон или период полураспада изотопа: это что, в чём измеряется

Супружеская пара Кюри в 1934 г. при облучении ядер изотопа алюминия (Al) наблюдала, как он превращается в изотоп фосфора (P) с испусканием свободных нейтронов. Образованный искусственным путём (не встречающийся в природе) изотоп P также обладал радиоактивностью. Он расщепляется с излучением позитрона. Последний образуется вследствие трансформации протона в нейтрон. Энергетическое обеспечение процесса гарантируют другие нейтроны либо протоны атомного ядра.

Продолжив эксперименты с бомбардировкой стабильных изотопов супруги продемонстрировали, что изотопы возможно получить для любого химического элемента. Также наблюдая распад ядер множества веществ, учёные заметили закономерность – трансформация множества ядер радиоактивного изотопа подчиняется общему для всех закону. В математической форме записывается следующим выражением:

N = N02-t/T, здесь:

  • N0 – начальное число радиоактивных ядер в момент времени t – принимается за ноль: t = 0.
  • N – число ядер, которые не расщепились до момента времени t.
  • T – константа, зависит от типа расщепления химического элемента – период полураспада.  Показывает, спустя какое время с момента образования радиоактивных изотопов их количество снижается в 2 раза.

Периодом полураспада радиоактивных изотопов называют временной промежуток, на протяжении которого успевает расщепиться половина ядер химического элемента.

Период полураспада радиоактивного изотопа: формула в физике, алгоритм скорости



Связь постоянной распада с периодом полураспада: формула

Время полураспада T1/2 – постоянная, константа, отличающаяся для расщепления конкретного ядра. Она даёт понятие об интенсивности расщепления радиоактивных изотопов. Она взаимосвязана с иными константами: время существования нестабильного атома и вероятность ядерного расщепления за время λ. Описывается уравнением: 

уравнение

Время полураспада колеблется от долей секунды до десятков тысячелетий, в том числе для разных изотопов одного химического элемента. Например, хлор с массовым числом 38 теряет половину ядер за 38 минут, для более лёгкого ядра с массой 36 это время составляет ~300000 лет.

В чем измеряется период полураспада зависит от порядка значения. Это доли секунды или миллиарды лет:

  • H-7 – 10-24 c.
  • Te-128 – 1024 лет.

Практически для всех изотопов одного элемента полураспад происходит за одинаковое время за исключением случаев, когда опыты ставились над полностью очищенным веществом. Открытый Кюри закон применяется для оценки геологического возраста минералов.

Поделитесь в социальных сетях:
16 сентября 2022, 12:13


Как вы считаете, материал был полезен?

Для оценки комментариев необходимо «войти на сайт».
×
×