Πώς υπολογίζετε τη δραστηριότητα ενός ραδιενεργού δείγματος;
Κατανόηση της δραστηριότητας
* Δραστηριότητα (α): Η δραστηριότητα ενός ραδιενεργού δείγματος είναι ο ρυθμός με τον οποίο η αποσύνθεση των πυρήνων του. Μετράται σε Becquerels (BQ), όπου 1 BQ αντιπροσωπεύει μία αποσύνθεση ανά δευτερόλεπτο.
* Σταραχή αποσύνθεσης (λ): Πρόκειται για χαρακτηριστική ιδιότητα ενός συγκεκριμένου ραδιενεργού ισότοπου και αντιπροσωπεύει την πιθανότητα αποσύνθεσης ενός πυρήνα ανά μονάδα χρόνου. Εκφράζεται σε μονάδες αντίστροφου δευτερολέπτου (S⁻⁻).
* Αριθμός ραδιενεργών πυρήνων (n): Αυτός είναι ο συνολικός αριθμός ραδιενεργών πυρήνων που υπάρχουν στο δείγμα.
τύποι κλειδιών
* Δραστηριότητα (a) =λn
* Αυτός ο τύπος σχετίζεται άμεσα με τη σταθερά αποσύνθεσης και τον αριθμό των ραδιενεργών πυρήνων.
* Half-Life (t₁/₂): Ο χρόνος ημίσειας ζωής ενός ραδιενεργού ισότοπου είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να αποσυντεθούν οι μισοί από τους ραδιενεργούς πυρήνες. Σχετίζεται με τη σταθερά αποσύνθεσης από:
* t₁/₂ =ln (2)/λ
Βήματα για τον υπολογισμό της δραστηριότητας
1. Προσδιορίστε το ισότοπο: Πρέπει να γνωρίζετε το συγκεκριμένο ραδιενεργό ισότοπο με το οποίο εργάζεστε. Αυτό είναι απαραίτητο επειδή κάθε ισότοπος έχει μια μοναδική σταθερά αποσύνθεσης (λ).
2. Προσδιορίστε τον αριθμό των πυρήνων (n):
* Εάν γνωρίζετε τη μάζα του δείγματος:
* Υπολογίστε τον αριθμό των γραμμομορίων του ισότοπου (moles =μάζα / μοριακή μάζα).
* Μετατρέψτε τα moles στον αριθμό των πυρήνων (n =moles * αριθμός Avogadro).
* Εάν γνωρίζετε τον αριθμό των ατόμων του ισότοπου:
* Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άμεσα αυτόν τον αριθμό ως 'n' στους υπολογισμούς σας.
3. Βρείτε τη σταθερά αποσύνθεσης (λ):
* Μπορείτε συχνά να αναζητήσετε τη σταθερά αποσύνθεσης για ένα δεδομένο ισότοπο σε έναν πίνακα αναφοράς ή σε online βάση δεδομένων.
* Εναλλακτικά, αν γνωρίζετε τον χρόνο ημίσειας ζωής (t₁/₂), μπορείτε να υπολογίσετε τη σταθερά αποσύνθεσης χρησιμοποιώντας τον τύπο:λ =ln (2)/t₁/₂
4. Υπολογίστε τη δραστηριότητα (α):
* Μόλις έχετε λ και n, χρησιμοποιήστε τον τύπο A =λn για να υπολογίσετε τη δραστηριότητα του δείγματος στο Becquerels (BQ).
Παράδειγμα
Ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα δείγμα 100 γραμμάτων άνθρακα-14 (⁴c), το οποίο έχει χρόνο ημιζωής 5730 ετών.
1. Προσδιορίστε το ισότοπο: ⁴C
2. Προσδιορίστε τον αριθμό των πυρήνων (n):
* Moles ⁴c =100 g / 14 g / mol ≈ 7,14 mol
* N =7.14 mol * 6.022 x 10 ² ³ πυρήνες/mol ≈ 4.3 x 10 ° Cuclei
3. Βρείτε τη σταθερά αποσύνθεσης (λ):
* t₁/₂ =5730 έτη =1,81 x 10¹ δευτερόλεπτα
* λ =ln (2) / t₁ / ₂ ≈ 3,83 x 10⁻2 s⁻⁻
4. Υπολογίστε τη δραστηριότητα (α):
* A =λn ≈ (3,83 x 10⁻⁻²2 s⁻) * (4,3 x 10²⁴ πυρήνες) ≈ 1,64 x 10¹³ bq
Σημαντικές εκτιμήσεις
* Μονάδες: Να είστε συνεπείς με τις μονάδες. Εάν χρησιμοποιείτε χρόνο ημιζωής σε χρόνια, βεβαιωθείτε ότι η σταθερά αποσύνθεσης υπολογίζεται σε μονάδες αντίστροφης ετών.
* Ώρα: Η δραστηριότητα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου ως αποσύνθεση ραδιενεργών πυρήνων. Οι παραπάνω τύποι σας δίνουν τη δραστηριότητα σε ένα συγκεκριμένο χρονικό σημείο.
* Ασφάλεια: Τα ραδιενεργά υλικά μπορεί να είναι επικίνδυνα. Πάντα να τα χειρίζεστε με τις κατάλληλες προφυλάξεις και να συμβουλευτείτε τις οδηγίες ασφαλείας.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε περισσότερες ερωτήσεις ή θέλετε να εργαστείτε μέσω άλλου παραδείγματος.
