Indhold
I visse materialer er atomens kerne ustabil og udsender partikler spontant uden nogen ekstern stimulans. Denne proces kaldes radioaktivitet eller radioaktivt henfald.
Elementer med atomnummer 83 har mere end 82 protoner, og det samme er radioaktive. Isotoper, som er elementer, hvor kernerne har forskellige antallet af neutroner, kan også være ustabile. Kernerne i ustabile elementer udsender alfa-, beta- eller gammapartikler. En alfa-partikel er en heliumkerne, og en beta-partikel er en elektron eller en positron, der har den samme masse som et elektron, men har en positiv ladning. En gamma-partikel er en højenergi-foton.
For at beregne radioaktivitet er det nødvendigt at vide, hvor lang tid det tager for kernen at forfaldne.
Find udtrykket for halveringstiden t (halvdelen) af en radioaktiv prøve. Det er den tid det tager for halvdelen af mængden af kerner i en prøve at henfalde. Halveringstiden er relateret til forfaldskonstanten lambda, som har en værdi, der er afhængig af prøvematerialet. Formlen er t (halv) = ln 2 / lambda = 0,693 / lambda.
Undersøg ligningen for den samlede nedbrydningshastighed eller aktivitet for 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 pr. Sekund. En anden enhed er curie, der er lig med 3,7 x 10 eksp (10) Bq.
Øv dig på at beregne det radioaktive forfald. Radium-226 har en halveringstid på 1.600 år. Beregn aktiviteten af en prøve på 1 gram, hvor N = 2,66 x 10 eksp. (21). For at gøre dette skal du først finde lambda. Konverter samtidig halveringstiden fra år til sekunder. Derefter lambda = 0,693 / t (halv) = 0,669 / (1600 * 3,156 x 10 eksp (7) s / år) = 1,37 x 10 eksp (-11) / s. Nedbrydningshastigheden 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) henfald / s = 3,7 x 10 exp (10) ) Bq. Bemærk, at dette er en curie. Bemærk også, at forfald / e er skrevet som 1 / s.