Innhold
I visse materialer er kjernen i et atom ustabil og vil avgi partikler spontant uten noen ekstern stimulans. Denne prosessen kalles radioaktivitet eller radioaktivt forfall.
Element med atomnummer 83 har mer enn 82 protoner, og det samme er radioaktive. Isotoper, som er elementer der kjernene har forskjellige antall nøytroner, kan også være ustabile. Kjernene i ustabile elementer avgir alfa-, beta- eller gammapartikler. En alfapartikkel er en heliumkjernen, og en beta-partikkel er et elektron eller et positron, som har samme masse som et elektron, men har en positiv ladning. En gamma-partikkel er et høyenergifoton.
For å beregne radioaktivitet er det nødvendig å vite tiden det tar for kjernen å forfalle.
Finn uttrykket for halveringstiden (halvparten) av en radioaktiv prøve. Det er tiden det tar for halvparten av mengden kjerner i en prøve å råtne. Halveringstiden er relatert til forfallskonstanten lambda, som har en verdi avhengig av prøvematerialet. Formelen er t (halv) = ln 2 / lambda = 0,693 / lambda.
Studer ligningen for den totale forfallshastigheten eller aktiviteten til en radioaktiv prøve. Det er R = dN / dt = lambda N = N (0) e (-lambda * t). N er antall kjerner, og N (0) er den opprinnelige eller opprinnelige mengden av prøven før forfallet på tidspunktet t = 0. Målenheten for aktiviteten er Bq eller becquerel, som er ett forfall per sekund. En annen enhet er curien, som tilsvarer 3,7 x 10 eksp (10) Bq.
Øv på å beregne det radioaktive forfallet. Radium-226 har en halveringstid på 1600 år. Beregn aktiviteten til en prøve på ett gram, hvor N = 2,66 x 10 eksp. (21). For å gjøre dette, finn først lambda. Konverter halveringstiden fra år til sekunder samtidig. Deretter lambda = 0,693 / t (halv) = 0,669 / (1600 * 3,156 x 10 eksp (7) s / år) = 1,37 x 10 eksp (-11) / s. Forfallshastigheten er derfor dN / dt = lambda * N = 1,37 x 10 eksp (-11) / s * 2,66 x 10 eksp (21) = 3,7 x 10 eksp (10) forfall / s = 3,7 x 10 eksp (10) ) Bq. Merk at dette er en curie. Legg også merke til at forfall / s er skrevet som 1 / s.