Радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада. Активность
Явление радиоактивности было открыто в 1896 г. А. Беккерелем, который наблюдал спонтанное испускание солями урана неизвестного излучения. Вскоре Э. Резерфорд и супруги Кюри установили, что при радиоактивном распаде испускаются ядра Не (α-частицы), электроны (β-частицы) и жесткое электромагнитное излучение (γ-лучи). В 1934 г. был открыт распад с вылетом позитронов (β+-распад), а в 1940 г. был открыт новый тип радиоактивности - спонтанное деление ядер: делящееся ядро разваливается на два осколка сравнимой массы с одновременным испусканием нейтронов и γ-квантов. Протонная радиоактивность ядер наблюдалась в 1982 г. Таким образом, существуют следующие виды радиоактивного распада: α-распад; -распад; - распад; е - захват. Радиоактивность- способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием частиц. Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов, которые имеют обобщающее название - нуклоны. Количество протонов в ядре определяет химические свойства атома и обозначается Z (порядковый номер элемента). Количество нуклонов в ядре называют массовым числом и обозначают А. Ядра с одинаковым порядковым номером и различными массовыми числами называются изотопами. Все изотопы одного химического элемента имеют одинаковыехимические свойства, а физические свойства могут различаться весьма сильно. Для обозначения изотопов используют символ химического элемента с двумя индексами: AZХ. Нижний индекс - порядковый номер, верхний - массовое число. Часто нижний индекс опускают, так как на него указывает сам символ элемента. Например, пишут 14С вместо146С. Способность ядра к распаду зависит от его состава. У одного и того же элемента могут быть и стабильный, и радиоактивный изотопы. Например, изотоп углерода 12С стабилен, а изотоп 14С радиоактивен. Радиоактивный распад - явление статистическое. Способность изотопа к распаду характеризует постоянная распадаλ. Постоянная распада λ- вероятность того, что ядро данного изотопа распадется за единицу времени. Обозначим число N ядер радиоактивного распада в момент времени t, dN1 - число ядер распавшихся за время dt. Поскольку количество ядер в веществе огромно, то выполняется закон больших чисел. Вероятность распада ядра за малое время dt находится по формуле dP = λdt .Частота равна вероятности: d N1/ N = dP = λdt. d N1/ N = λdt - формула определяющая количество распавшихся ядер. Решением уравнения является: , - формула называется законом радиоактивного распада: Число радиоактивных ядер убывает со временем по экспоненциальному закону. Здесь N- число нераспавшихся ядер к моменту времени t; Nо - первоначальное число нераспавшихся ядер; λ - постоянная радиоактивного распада. На практике используют не постоянную распада λ, а величину, называемую периодом полураспада Т. Период полураспада (Т) - время, в течение которого распадается половинарадиоактивных ядер. Закон радиоактивного распада черезпериодполураспада (Т) имеет вид:
Связь между периодом полураспада и постоянной распада определяется формулой: T = ln(2/λ) = 0,69/λ Периодом полураспада может быть как очень большим, так и очень маленьким. Для оценки степени активности радиоактивного изотопа используют величину, называемую активностью. Активность число ядер радиоактивного препарата распадающихся за единицу времени: А = dNрасп /dt За единицу активности в СИ принимают 1 беккерель (Бк) = 1 распад/с - активность препарата, в котором за 1 с происходит 1 распад. Более крупная единица активности - 1 резерфорд (Рд) = Бк. Часто используется внесистемная единица активности - кюри (Ки), равная активности 1 г радия : 1 Ки = 3,7 Бк. Со временем активность убывает по тому же экспоненциальному закону, по которому распадается сам радионуклид: = . А = = λN = 0,693 N/T. Если выразим число атомов через массу и малярную массу, тогда формула для расчетаактивности примет вид: А = = 0,693 (μТ) где - число Авогадро; μ - молярная масса.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (4954)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |