Sådan beregnes radioaktivitet

I visse materialer er kernen i et atom ustabil og vil udsende partikler spontant uden nogen ekstern stimulans. Denne proces kaldes radioaktivitet eller radioaktivt henfald.

Elementer med atomnummer 83 har mere end 82 protoner, og det er også radioaktive. Isotoper, som er elementer, hvor kernerne har forskellige antal neutroner, kan også være ustabile. Kernerne af ustabile elementer udsender alfa-, beta- eller gamma-partikler. En alfapartikel er en heliumkerne, og en beta-partikel er en elektron eller en positron, som har samme masse som en elektron, men har en positiv ladning. En gamma-partikel er en høj-energi-foton.

For at beregne radioaktivitet er det nødvendigt at kende den tid, det tager for kernen at forfalde.

Find udtrykket for halveringstiden t (halv) af en radioaktiv prøve. Det er den tid det tager for halvdelen af ​​mængden af ​​kernerne i en prøve at henfalde. Halveringstiden er relateret til nedbrydningskonstant lambda, som har en værdi, der er afhængig af prøveens materiale. Formlen er t (halv) = ln 2 /lambda = 0.693 /lambda.

Undersøg ligningen for den totale nedbrydningshastighed eller aktivitet i en radioaktiv prøve. Det er R = dN /dt = lambda N = N (0)
e (-lambda * t). N er antallet af kerner, og N (0) er den oprindelige eller indledende mængde af prøven før henfaldet på tidspunktet t = 0. Måleenheden for aktiviteten er Bq eller becquerel, hvilket er et henfald per sekund. En anden enhed er Curie, som er lig med 3,7 x 10 exp (10) Bq.

Praksis beregner det radioaktive henfald. Radium-226 har en halveringstid på 1.600 år. Beregn aktiviteten af ​​en 1 grams prøve, hvor N = 2,66 x 10 eks (21). For at gøre dette skal du først finde lambda. Samtidig skal du konvertere halveringstiden fra år til sekund. Så lambda = 0,693 /t (halv) = 0,693 /(1600 * 3,156 x 10 eks (7) s /år) = 1,37 x 10 exp (-11) /s. Forfaldshastigheden er derfor dN /dt = lambda * N = 1,37 x 10 exp (-11) /s * 2,66 x 10 exp (21) = 3,7 x 10 exp (10) decays /s = 3,7 x 10 exp (10) ) Bq. Bemærk, at dette er en curie. Bemærk også, at henfald /s er skrevet som 1 /s.

Tip

Radioaktive elementer kaldes også som radioaktive isotoper, radioisotoper eller radionuklider.