கதிரியக்க உறுப்புகள் அரை ஆயுள் காலம் - அது என்ன, அது எவ்வாறு வரையறுக்க? ஃபார்முலா அரை ஆயுள் காலம்

பிரபல பிரஞ்சு விஞ்ஞானி போது கதிரியக்கம் ஆய்வானது வரலாறு, மார்ச் 1, 1896 தொடங்கியது Anri Bekkerel தற்செயலாக யுரேனியம் உப்புக்கள் கதிர்வீச்சினால் ஒரு விசித்திரமான விஷயம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அது ஒரு புகைப்படத் தகட்டின், அழிவு ஒரு மாதிரி ஒரு பெட்டியில் வைக்கப்பட்டு என்று மாறியது. அது கிடைக்கும் யுரேனியம் இருந்த உயர் ஊடுருவும் கதிர்வீச்சு, வைத்திருந்த நாடுகளில் விளைவுதான் இது. இந்த சொத்து தனிம வரிசை அட்டவணை நிறைவடைகிறது மிக அதிகமான உறுப்புகள் காணப்படுகிறது. அவர் பெயர் "கதிரியக்கம்" வழங்கப்பட்டது.

நாம் கதிரியக்கத்தின் பண்புகள் அறிமுகப்படுத்த

இந்த செயல்முறை - அடிப்படைத் துகள்கள் (எலக்டிரான்ஸ், ஹீலியம் அணுக்கரு) இருப்பவர்கள் ஒரே நேரத்தில் பரிணாமத்தோடு வேறு ஐசோடோப்பு தன்னிச்சையான மாற்றம் உறுப்பினராக அணு ஐசோடோப்பு. மாற்றம் அணுக்கள் வெளிப்புற ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் தேவைப்படும் இல்லாமல், தன்னிச்சையாக தோன்றினார். செயலாக்கத்தின் போது ஆற்றல் வெளியீடு குணநலன்படுத்தும் முக்கிய அளவு அணுச்சிதைவிலிருந்து, இன் அழைக்கப்படும் செயல்பாடு.

கதிரியக்க மாதிரி நடவடிக்கை ஓரலகு நேரத்திற்கான மாதிரி சிதைவு நிகழக்கூடிய எண்ணில் அழைத்து. இல் எஸ்ஐ (கணினி அளவீட்டு சர்வதேச) அலகு அது பெக்கரல்விளைவு (BQ) என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒன்றில் பெக்கோரல் விநாடிக்கு சராசரி 1 சிதைவின் நடுக்கும் போன்ற ஒரு மாதிரி நடவடிக்கை ஏற்றுக்கொண்டது.

ஒரு = λN அங்குதான் λ- தேய்வுமாறிலி, என் - மாதிரி செயலில் அணுக்கள் எண்ணிக்கை.

தனிமைப்படுத்தப்பட்ட α, β, γ-தேய்வுறுதல். தொடர்புடைய சமன்பாடுகள் ஆப்செட் விதிகள் அழைக்கப்படுகின்றன:

பெயர்	என்ன நடக்கிறது	எதிர்வினை சமன்பாடு
α சிதைவு	ஹீலியம் அணுவின் எக்ஸ் ஒய் கரு வெளியிட்டு கருவில் அணு கருவின் மாற்றம்	எக்ஸ் இசட் ஒரு → இசட்-ஒய் 2 ஏ-4 +4 2 அவர்
β - கட்டுச்சிதைவு	எலக்ட்ரான் வெளியீட்டில் எக்ஸ் ஒய் கருவில் அணு கருவின் மாற்றம்	இசட் ஒரு → இசட் + X ஐ 1 ஒய் A + -1 இ ஒரு
γ - சிதைவு	இல்லை கருவில் மாற்றங்களுடன் வந்தன, ஆற்றல் மின்காந்த அலைகள் வடிவத்தில் வெளியிடப்படுகிறது	எக்ஸ் இசட் ஒரு → இசட் எக்ஸ் ஒரு + γ

கதிரியக்கம் நேரம் இடைவெளி

துகள்கள் சரிவு நேரத்தில் இல்லை குறிப்பிட்ட அணு அமைக்க முடியும். அவரைப் பொறுத்தவரை இது மாறாக விட ஒரு "விபத்து" ஒரு முறை ஆகும். மாதிரி செயலாக வரையரைத்தார் செயல்முறை, பண்புகளை ஆற்றல் தனிமை.

அது காலப்போக்கில் மாற்றுகிறது என்பதைக் காணலாம். தனிப்பட்ட உறுப்புகள் கதிர்வீச்சு ஒரே சீரான ஒரு ஆச்சரியம் பட்டம் வெளிப்படுத்துகின்றன போது, இவற்றின் செயல்பாடு நேரம் ஒரு குறுகிய காலத்தில் பல முறை குறைகிறது பொருட்கள் உள்ளன. அமேசிங் பல்வேறு! இந்த செயல்முறைகள் வடிவத்தைப் கண்டுபிடிக்க முடியுமா?

அது மாதிரி அணுக்களின் சரியாக அரை சிதைவு நடைபெற்றுவருகின்றன போது ஒரு முறை உள்ளது என்று உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த முறை இடைவெளி "அரை ஆயுள் காலம்" என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்தக் கருத்தாக்கத்தின் அறிமுகம் என்ன அர்த்தம்?

அரை ஆயுள் காலம் என்ன?

அது தோன்றும் காலம், செயலில் அக்கள் மாதிரி இடைவேளையின் சரியாக அரை சமமாக ஒரு முறை. ஆனால் இந்த அனைத்து செயலில் அணுக்கள் போது இரண்டு அரை வாழ்வில் முற்றிலும் சிதைக்கத் என்று அர்த்தம்? இல்லவே இல்லை. மாதிரி ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளி மீதமுள்ள நேரம் அணுக்கள் அதே அளவு மூலம் கதிரியக்க உறுப்புகள் அரை பிறகு கூட அரை, மற்றும் பல சிதைகிறது. கதிர்வீச்சு ஒரு நீண்ட நேரம், அரை உயிருடன் அதிகமாக மேலாகத். எனவே, மாதிரி சுறுசுறுப்பாக அணுக்கள் கதிர்வீச்சிலிருந்து சுயாதீனமாக சேமிக்கப்படும்

அரை ஆயுள் காலம் - மட்டுமே பொருள் பண்புகள் பொறுத்தது ஒரு அளவை குறிப்பதாகும். மதிப்பு பல தெரிந்த கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் வரையறுக்கப்படுகிறது.

டேபிள்: "குறிப்பிட்ட ஐசோடோப்புகளின் அரை ஆயுள் காலம் சிதைவு"

பெயர்	பதவி	சிதைவு வகை	அரை ஆயுள் காலம்
ரேடியம்	88 ர 219	ஆல்பா	0.001 வினாடிகள்
மெக்னீசியம்	12 மிகி 27	பீட்டா	10 நிமிடங்கள்
ரேடான்	86 Rn 222	ஆல்பா	3.8 நாட்கள்
கோபால்ட்	27 கூட்டுறவு 60	பீட்டா, காமா	5.3 ஆண்டுகள்
ரேடியம்	88 ர 226	ஆல்பா, காமா	1620 ஆண்டுகளுக்கு
யுரேனஸ்	92 238 யூ	ஆல்பா, காமா	4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு

அரை உயிருடன் தீர்மானம் பரிசோதனைமுறையாக பாடினார். ஆய்வக ஆய்வுகளில் நடவடிக்கையை அளவீடு மீண்டும் மீண்டும் நடத்தப்படும். குறைந்தபட்ச அளவு (பாதுகாப்பு ஆராய்ச்சியாளர் அனைத்து அதிகமாக இருந்தால்) ஆய்வக மாதிரிகள் என்பதால், பரிசோதனை, வெவ்வேறு இடைவெளியோடு மேற்கொள்ளப்படுகிறது பல முறைகள் திரும்பத் திரும்ப. அது முகவர்களை மாற்றுவதற்கு நடவடிக்கை முறைப்படுத்தி அடிப்படையாக கொண்டது.

அரை ஆயுள் காலம் தீர்மானிக்கும் பொருட்டு குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் மாதிரி அளவிடப்பட்ட நடவடிக்கை ஆகும். கொடுக்கப்பட்ட என்று, அணுச்சிதைவிலிருந்து சட்டத்திலிருந்து சின்னாபின்னமானது அணுக்களின் அளவு தொடர்பான அரை ஆயுள் காலம் தீர்மானிப்பதில் அளவுரு.

ஐசோடோப்பு உதாரணமாக வரையறைகள்

டி ₁ தொடக்கத்திலும் முடிவிலும் போதுமான நெருக்கம் கவனிப்பு எங்கே - ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் ஐசோடோப்பின் செயலில் கூறுகள் எண்ணிக்கை N என்று சமமாக உள்ளது என்று கருதுவோம், நேரம் இடைவெளியும் கவனிப்பு அவர் இந்த டி _2. கே.என் (டி ₂ - டி _1), n = பின்னர், அணுக்கள் எண்ணிக்கை கொடுக்கப்பட்ட கால இடைவெளியில் சிதைந்தது - என்று n _{கொள்வோம்.}

இந்த வெளிப்பாடு, K = 0.693 / T½ - விகிதாசார காரணி, சிதைவு மாறிலி எனப்படும். T½ - ஐசோடோப்பின் அரை ஆயுள் காலம்.

நேர ஸ்லாட்டில் அலகு கொள்வோம். இவ்வாறு கே = n / n ஐசோடோப்பு கருக்கள் ஓரலகு நேரத்திற்கான தற்போது சிதைவுற்றது பின்னம் குறிக்கிறது.

T½ = 0.693 / கே: தேய்வுமாறிலி மதிப்பு கண்டறியப்பட்டு முன்னிலை சிதைவின் அரை ஆயுள் காலம் அறிந்து

அது நேரத்துக்கான அலகில் செயலில் அணுக்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட எண், மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதசமங்களில் உடைக்கிறது என்று பின்வருமாறு.

அணுச்சிதைவிலிருந்து சட்டம் (எஸ்பிபி)

அரை வாழ்வு அடிப்படையில் எஸ்பிபி உள்ளது. பேட்டர்ன் 1903 ஆம் ஆண்டுகளில் பரிசோதனை முடிவுகளின் அடிப்படையில் பிரடெரிக் Soddy மற்றும் எர்னஸ்ட் ரூதர்போர்ட் பெறப்பட்ட. அது இருபதாம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில் அடிப்படையில் இதுவரை பரிபூரணமாக இல்லை என்று சாதனங்கள் கொண்டு உருவாக்கப்பட்ட பல அளவீடுகள், ஒரு துல்லியமான மற்றும் கருவியின் முடிவுகளை வழிவகுத்தது என்று ஆச்சரியமாக உள்ளது. அவர் கதிரியக்கம் கோட்பாடு அடிப்படையாக அமைந்தது. நாம் அணுச்சிதைவிலிருந்து சட்டத்தை கணித நுழைவு பெறுகின்றன.

- நாம் என் ₀ - எண் செயலில் நேரத்தில் செயலில் அணுக்களின். நேரம் இடைவெளிக்கு பின்னர் டி என் உறுப்புகள் nondecomposed வேண்டும்.

இளங்கலை = என் _0/2: - அரை ஆயுள் காலம் சமமாக ஒரு நேரத்தில் செயலில் கூறுகள் சரியாக அரை _{இருக்கும்.}

இளங்கலை = என் _0/4 = என் _0/2 ² செயலில் அணுக்கள்: - மாதிரி ஒரு பாதி மேலும் காலத்திற்குப் பிறகு உள்ளன.

- மேலும் அரை ஆயுள் காலம் சமமாக ஒரு காலத்திற்குப் பிறகு, மாதிரி மட்டுமே தக்க வைத்துக் கொள்ளும்: இளங்கலை = என் _0/8 = என் _0/2 ^3.

- ஒரு நேரத்தில் மாதிரியில் ஹோஸ்ட் N அரை காலங்களில் இருக்கும் போது _0: இளங்கலை = N / 2 என்ற செயலில் துகள்கள் ^என். இந்த வெளிப்பாடு கூடுதல் n = டி / T½: அரை வாழ்க்கை ஆய்வு விகிதம்.

- எஸ்பிபி பணிகளை இன்னும் வசதியான இது வேறுபட்ட கணித வெளிப்பாடு உள்ளன: இளங்கலை = என் ₀ 2 ^{- டி / _T½.}

முறை அரை ஆயுள் காலம் கூடுதலாக, செயலில் ஐசோடோப்பு அணுக்கள் எண்ணிக்கை ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் nondecomposed நிர்ணயம் செய்ய அனுமதிக்கிறது. கண்காணிப்புகள் தொடங்கிய மணிக்கு மாதிரி அணுக்களின் எண் தெரியாதபட்சத்தில், சிறிது நேரத்திற்குப் பின், நீங்கள் மருந்து வாழ்நாளில் தீர்மானிக்க முடியும்.

அணுச்சிதைவிலிருந்து சட்டம் சூத்திரம் அரை ஆயுள் அது குறிப்பிட்ட அளவுருக்கள் என்றால் உதவுகிறது தீர்மானிக்க: மாதிரி சுறுசுறுப்பாக ஐசோடோப்புகளின் எண், அது போதுமான கண்டுபிடிக்க கடினமாக உள்ளது.

சட்டம் விளைவுகள்

பதிவு எஸ்பிபி சூத்திரம் முடியும், வெகுஜன செயல்பாடு மற்றும் தயாரிப்பு அணுக்களின் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தி.

நடவடிக்கை கதிரியக்க அணுக்களின் எண்ணிக்கை சரிசமமாக உள்ளது: ஒரு = ஒரு ₀ • 2 ^{-t / டி} இந்த சூத்திரத்தில், ஒரு ₀ - பூஜ்ஜிய நேரத்தில் மாதிரி செயல்பாடு, ஒரு - அரை ஆயுள் காலம் - டி விநாடிகள், டி பிறகு செயல்பாடு.

பொருளின் எடை முறை பயன்படுத்த முடியும்: மீ = மீ ₀ • 2 ^{-t / டி}

எந்த வழக்கமான இடைவெளியில் ஐந்து முற்றிலும் இந்த தயாரிப்பு கிடைக்கும் கதிரியக்க அணுக்கள் அதே விகிதத்தில் உடைக்கிறது.

சட்டம் பொருந்தும்தன்மைகுறித்து வரம்புகளை

அனைத்து விதத்திலும் சட்டம் ஒரு நுண்ணுயிர் செயல்முறைகள் வரையறுப்பதற்கு புள்ளிவிவர உள்ளது. அது கதிரியக்க உறுப்புகள் அரை ஆயுள் காலம் என்று அறிந்த ஒரு செயல்முறையாகும் - புள்ளிவிவரம் இல்லை. அணுக்கரு நிகழ்வுகளின் நிகழ்தகவியல் இயற்கை தன்னிச்சையான மைய எந்த நேரத்திலும் உடைந்து முடியும் என்று கூறுகிறது. ஒரு நிகழ்வை சாத்தியமற்றது கணிக்கவும், நாம் மட்டும் ஒரு நேரத்தில் அதன் நம்பகத்தன்மை தீர்மானிக்க முடியும். இதன் விளைவாக, அரை உயிருடன் பயன் இல்லை:

• ஒரு குறிப்பிட்ட அணு க்கான;
• குறைந்தபட்ச மாதிரி மக்களின்.

அணுவின் வாழ்நாள்

அதனுடைய அசலான நிலைக்கு அணுவின் இருப்பதாலேயே மட்டும் அதை ஒரு இரண்டாவது நீடிக்கும், மற்றும் ஆண்டுகள் ஒருவேளை மில்லியன் இருக்கலாம். வாழ்க்கை துகள்கள் நேரம் பற்றி பேச கூட அவசியமில்லை. அணுக்களின் வாழ்நாள் சராசரி மதிப்பு சமமாக ஒரு அளவு நுழைவதன் மூலம், நீங்கள் ஒரு கதிரியக்க ஐசோடோப்பு அணுக்கள், அணுச்சிதைவிலிருந்து விளைவுகளை இருப்பதை பற்றி பேச முடியும். அணு கருவின் அரை ஆயுள் காலம் அணுவின் பண்புகள் பொறுத்தது மற்றும் பிற அளவுகள் சார்ந்தது இல்லை.

சராசரி வாழ்நாள் தெரிந்தும், எப்படி அரை ஆயுள் காலம் கண்டு பிடிப்பது: அது பிரச்சினையை தீர்க்க முடியுமா?

அணுவின் வாழ்நாள் சராசரி மற்றும் தேய்வுமாறிலி உதவி, எந்த குறைவான அரை ஆயுள் காலம் தொடர்பு சூத்திரம் தீர்மானிப்பதற்கும்.

_{τ = டி 1/2 / LN 2 = டி} 1/2 / 0,693 = 1 / λ.

சராசரி வாழ்நாள், λ - - தேய்வுமாறிலி இந்த சாதனையை, τ இல்.

அரை ஆயுள் காலம் பயன்படுத்தி

தனிப்பட்ட மாதிரிகள் வயது தீர்மானிப்பதற்கான விண்ணப்ப எஸ்பிபி தாமதமாக இருபதாம் நூற்றாண்டின் ஆராய்ச்சி இது பரவலாகக் காணப்படுகிறது. துல்லியம் வயது தீர்மானிப்பதில் படிம குளறுபடிகளுக்கு எனவே புத்தாயிரம் கி.மு. வாழ்க்கை நேரம் புரிதலை வழங்கலாம் என்பதை அதிகரிக்கும்.

கதிரியக்கக்கரிம அனைத்து உயிரினங்களிலும் தற்கால கார்பன்-14 செயல்பாடு (ரேடியோகார்பனின்) மாற்றம் அடிப்படையில் புதைபடிவ கரிம மாதிரிகள். அது வளர்சிதை போது ஒரு வாழும் உடல் விழுந்து ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவை அதிலுள்ள உள்ளது. சுற்றுச்சூழலுடன் வளர்சிதை இறந்த பிறகு வெளியேறுகிறது. கதிரியக்க கார்பன் செறிவு இயற்கை சொத்தையை, செயல்பாடு விகிதத்தில் குறைகிறது காரணமாக விழுகிறது.

அது போன்ற மதிப்புகளை, அரை-வாழ்வான அணுச்சிதைவிலிருந்து சட்ட சூத்திரம் உயிரினத்தின் வாழ்க்கை நிறுத்தப்படும் நேரத்தில் தீர்மானிக்க உதவுகிறது.

கதிரியக்க மாற்றங்களின் செயின்

கதிரியக்கம் படிப்புகள் அனைத்தும் ஆய்வக நிலையிலே உள்ள நடத்தப்பட்டன. கதிரியக்க கூறுகள் வியக்கத்தக்க திறன் மணி, நாட்கள் அல்லது கூட ஆண்டுகளாக செயலில் இருக்கும் இருபதாம் நூற்றாண்டில் இயற்பியலார்கள் ஆரம்பத்தில் ஒரு ஆச்சரியம் வரவில்லை முடியும். ஆய்வுகள், எடுத்துக்காட்டாக, தோரியம், எதிர்பாராத விளைவாக தொடர்ந்து: அதன் செயல்பாடு ஒரு மூடிய ஊசி மூலம் ஏற்றும் மருந்து கொண்ட சிறு கண்ணாடிச் சிமிழ் குறிப்பிடத்தக்க இருந்தது. அதை சிறிதளவு திடீரென விழுந்தன. முடிவுக்கு எளிமையானது: தோரியம் மாற்ற ரேடான் (வாயு) வெளியிடுவதோடு சேர்ந்து. கதிரியக்கம் உள்ள அனைத்து கூறுகளையும் ஒரு முற்றிலும் வேறுபட்ட பொருள் மாறியது, அது மற்றும் அங்குதான் உடல் மற்றும் ரசாயன பண்புகள். இந்த பொருள் சிறிது சிறிதாக நிலையற்றதே உள்ளது. அது இப்போது ஒத்த மாற்றங்களின் மூன்று வரிசைகளில் அறியப்படுகிறது.

இந்த மாற்றங்களின் அறிவு அணு மற்றும் அணு ஆராய்ச்சி, அல்லது பேரழிவுகள் செயல்பாட்டில் அசுத்தமான அடைய இயலாத பகுதிகளில் நேரம் தீர்மானிப்பதில் மிகவும் முக்கியமானவை. புளோடினியம் அரை ஆயுள் காலம் - அதன் ஐசோடோப்புகள் பொறுத்து - 80 மா 86 வி (பு 238) இருந்து வரம்பில் (பு 244). ஒவ்வொரு ஐசோடோப்பு செறிவு தூய்மையாக்கல் பகுதியில் காலம் பற்றி ஒரு யோசனை கொடுக்கிறது.

மிகவும் விலையுயர்ந்த உலோக

அது நவீன காலங்களில் தங்கம், வெள்ளி மற்றும் பிளாட்டினம் விட அதிக விலை உலோக உள்ளது என்று அறியப்படுகிறது. இந்த புளூட்டோனியத்தை அடங்கும். சுவாரஸ்யமாக, புளோடினியம் பரிணாமத்தில் உருவாக்கப்பட்ட இயற்கையில் காணப்படவில்லை. பெரும்பாலான கூறுகள் ஆய்வக நிலைமைகளின் கீழ் பெறப்படும். புளூட்டோனியத் 239 அணு உலைகள் உள்ள ஆபரேஷன் அவரை இந்த நாட்களில் மிகவும் பிரபலமடையத் இயக்கியுள்ளார். ஐசோடோப்பு அளவு உலைகளில் பயன்படுத்த போதுமான பெறுதல் அது நடைமுறையில் விலைமதிப்பற்ற உள்ளது.

(- 56 மணி அரை ஆயுள் காலம்) புளூடானியம் -239 யுரேனியம் -239 நெருப்பியம் -239 இல் தொடர் விளைவுகளை விளைவாக உயிருள்ளவையில் பெறப்படுகிறது. இதே சங்கிலி அணு உலைகளில் புளூட்டோனியத்தை சேர்கின்றன. தேவையான எண் நிகழ்வு வீதத்தை முறை இயற்கை பில்லியன் மீறுகிறது.

எனர்ஜி விண்ணப்ப

அணு சக்தி மூலமும் கிட்டத்தட்ட எந்த திறக்கப்படுவது சொந்த வகையான கொல்ல பயன்படுத்தப்படுகிறது என்று மனிதகுலத்தின் "தெரியாதவர்களை" குறைபாடுகளை பற்றி நிறைய பேசப்படுகிறது. அணு சங்கிலி வினையில் பங்குபெறும் முடியும் இது புளூட்டோனியத் 239, திறப்பு ஒரு அமைதியான ஆற்றல் ஆதாரமாக பயன்படுத்த அனுமதிக்கப்படுகிறது. யுரேனியம் -235 உலக காணப்படும் புளோடினியம் ஒரு அனலாக், மிகவும் அரிதான ஒன்றாகும் இருந்து அதை தேர்ந்தெடுக்க உள்ளது யுரேனியம் தாது புளூட்டோனியத்தை பெற விட மிகவும் கடினமாக இருக்கிறது.

பூமியின் வயது

கதிரியக்க கூறுகள் ஐசோடோப்புகளின் ரேடியோஐசோடோப் பகுப்பாய்வு ஒரு குறிப்பிட்ட மாதிரி வாழ்நாளில் ஒரு மிகவும் துல்லியமான யோசனை கொடுக்கிறது.

"என்ற யுரேனியம் - தோரியம்" உருமாற்றம் சங்கிலி பயன்படுத்தி, பூமியின் மேலோடு உள்ள, அது சாத்தியம் எங்கள் கிரகத்தில் வயதை நிர்ணயிக்க செய்கிறது. மேலோடு முழுமைக்குமான சராசரியை இந்த கூறுகளை சதவீதம் இந்த முறை உட்படுகின்றது. சமீபத்திய தகவலின் படி, பூமியின் வயது 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளாகும்.