Определение периода полураспада (постоянной распада)

Период полураспада. Ранее уже указывалось (см. гл. I), что распад определенного радиоактивного вещества следует экспоненциальному закону N — или А = Аое" где Ж и А — соответственно число радиоактивных атомов и измеряемая активность в момент Р, Мо и Ао— значения тех же величин нри 1 = 0 Х — постоянная распада, характерная для данного вещества. Периодом полураспада называется отрезок времени, в течение которого величины N или А уменыааются вдвое. Период полураспада связан с постоянной распада соотношением [c.75]

Определение периода полураспада долгоживущего изотопа. Если период полураспада радиоактивного изотопа настолько велик, что за время исследования активность препарата практически не меняется, то для нахождения постоянной распада [и связанного с ней по формуле (1.38) периода полураспада] используют дифференциальную форму основного закона распада (1.33). [c.45]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА ПОЛУРАСПАДА (ПОСТОЯННОЙ РАСПАДА) [c.45]

Некоторые естественные радиоактивные элементы имеют в основном постоянный изотопный состав следовательно, отношение количества радиоактивного изотопа ко всей массе элемента является обычно постоянным для всех образцов независимо от их происхождения или возраста (если, конечно, искусственно не изменен естественный изотопный состав). Количества таких элементов, как калий, рубидий, самарий, лютеций, рений, франций и уран, можно определить по измерениям радиоактивности. Изотопный состав других естественных радиоактивных элементов изменяется в зависимости от возраста и происхождения образца. Полоний, радон, актиний и протактиний состоят каждый из одного изотопа с относительно большим периодом полураспада и одного или нескольких изотопов с относительно короткими периодами полураспада. Так как обычно большая часть массы элемента состоит из изотопа с большим периодом полураспада, то измерение радиоактивности этого изотопа после распада изотопов с короткими периодами полураспада может служить надежной мерой количества всего имеющегося элемента. Радий и торий также обычно представляют собой смеси одного изотопа с большим периодом полураспада и нескольких изотопов с относительно короткими периодами полураспада, но распад этих изотопов с короткими периодами полураспада происходит в течение долгого времени (месяцы или годы). Тем не менее были разработаны методы для определения количеств изотопа с большим периодом полураспада. Они основаны или на измерениях радиоактивности продуктов распада, или на введении поправок на радиоактивность изотопов с короткими периодами полураспада после определения изотопного состава элемента. Содержание естественных радиоактивных изотопов в таллии, свинце и висмуте настолько мало и изменяется в таких широких пределах, что не существует аналитических методов, основанных на измерении естественной радиоактивности этих элементов. [c.73]

Изотоп углерода С образуется с постоянной скоростью в верхних слоях атмосферы. Возникает он из атомов азота в результате действия на них космических лучей превращение азота в углерод-14 происходит по реакции, приведенной в предшествующем разделе. Радиоактивный углерод окисляется до двуокиси углерода, которая благодаря непрерывным перемещениям воздушных масс полностью смешивается е атмосфере с нерадиоактивной двуокисью углерода. Равновесная концентрация углерода-14, образующегося в атмосфере под действием космических лучей, равна примерно ЫО , а это значит, что один атом радиоактивного углерода приходится на 10 атомов обычного углерода. Двуокись углерода, как радиоактивная, так и нерадиоактивная, поглощается растениями, фиксирующими углерод в своих тканях. Животные, питающиеся растительной пищей, также накапливают в своих тканях углерод, содержащий 1-10 частей радиоактивного изотопа. После гибели растения или животного радиоактивность углерода в его тканях, определяемая количеством находящегося в них радиоактивного углерода, соответствует доле радиоактивного углерода, содержащегося в атмосфере в условиях равновесия. Однако через 5760 лет (период полураспада углерода-14) половина содержащегося в них изотопа подвергнется распаду и радиоактивность данного материа-ла-уменьшится наполовину. Через 11520 лет останется только четвертая часть первоначальной радиоактивности и т.д. Следовательно, путем определения радиоактивности образца углеродсодержащего материала (древесины, мяса, древесного угля, кожи, рога или других ископаемых остатков растительного или животного происхождения) можно определить число лет, прошедших с того времени, когда присутствующий в данном образце углерод первоначально был поглощен из атмосферы. , - [c.617]

Важным параметром является продолжительность жизни радиоактивной метки. Долгоживущие радиоизотопы, период полураспада которых значительно превышает длительность коррозионного эксперимента (обычно от нескольких часов до нескольких недель), как правило, удобнее. Отпадает необходимость вносить поправки на снижение во времени удельной активности определяемого элемента вследствие распада метки, сохраняется постоянной в ходе испытаний зависящая от удельной активности чувствительность анализа, проще решаются вопросы поставки и введения метки в исследуемый образец. Иногда в качестве метки применяются и более короткоживущие радиоизотопы с периодом полураспада не менее 2-3 ч (в пределе -несколько десятков минут). При активационном анализе непосредственно продуктов коррозии определение может быть основано на регистрации еще более короткоживущих радиоизотопов с минимальным временем полураспада порядка нескольких минут. [c.204]

Ю. Дайте определение постоянной распада, периода полураспада, средней продолжительности жизни и напищите выражения, связывающие эти величины. [c.69]

Здесь множества всех радиоактивных продуктов обратно пропорциональны своим константам распада или прямо пропорциональны своим периодам полураспада. Если же А.1 очень мало, то V, (/) в течение определенного времени можно считать практически постоянным. Такое относительное количество любого вторичного изотопа (относительно единицы веса исходного изотопа iV (i)) в условиях длительного равновесия постоянно. [c.617]

Очевидно, что в этом случае на предел обнаружения помимо ср и а будут влиять постоянная распада Л и время облучения t. Например, при активационном определении цезия сечение захвата цезия-133 составляет 25,5 барн, дочерний изотоп цезий-134 имеет период полураспада 2,06 лет. Тогда предел обнаружения цезия при 30-ти суточном облучении в реакторе с той же плотностью потока нейтронов составит 1,4 10 атомов или 3 10 г, что на два порядка меньше, чем у золота. [c.112]

После выделения радионуклида проводится контроль его радиохимической чистоты. Для бета-излучателей доступны лишь два метода. Если период полураспада не превышает 10 суток, то можно исследовать зависимость активности от времени выдержки. Если препарат чистый, то в полулогарифмических координатах 1п А-1 эта зависимость будет изображаться прямой линией с угловым коэффициентом, равным Л — постоянной распада радионуклида. При наличии короткоживущего примесного радионуклида зависимость будет иметь изгиб и в начале угловой коэффициент будет превышать постоянную распада. Если же период полураспада примесного радионуклида больше, чем анализируемого, то при длительной выдержке наблюдается прямая с угловым коэффициентом, равным постоянной распада примеси. Данный метод определения чистоты при периодах полураспада, превышающих 1 час, отнимает много времени. [c.119]

Период полураспада торона (54,5 сек.) достаточно велик, чтобы можно было наблюдать постепенное уменьшение радиоактивности и построить по опытным данным кривую распада. Провести такое наблюдение с актиноном практически невозможно вследствие малой величины периода полураспада (3,8 сек.). Поэтому для определения радиоактивной постоянной актинона применяется метод измерения суммарной ионизации, создаваемой определенным количеством актинона за время его полного распада, и вычисления радиоактивной постоянной по формуле, выводимой на основании закона радиоактивного распада. [c.209]

Все препараты для измерения активности готовят и измеряют в одинаковых условиях, выпариванием определенного объема раствора в стандартных чашечках, а в случаях возможного образования летучих соединений или тогда, когда объемы, подлежащие упариванию, очень велики, применяют метод осаждения с носителями. Промежуток времени между измерениями удельной активности образцов должен быть мал по сравнению с периодом полураспада изотопа, иначе следует вводить поправку на распад. Постоянное значение объемной удельной активности раствора — равновесное при данной температуре значение, по которому и рассчитывают растворимость соединения, пользуясь формулой (18.1). [c.600]

Еще одно интересное применение радиоизотопов — определение с их помощью возраста камней, окаменелостей и осадочных пород. В этом методе предполагается, что содержание в образце элемента, содержащего радиоактивный изотоп, в течение всего времени постоянно. При отвердевании и осаждении породы в ней начинает распадаться изотоп. Определив количество оставшегося радиоизотопа (или же измерив количество продукта распада) и зная время полураспада, можно определить возраст образца. Пусть, например, известно, что радиоизотоп обычно составляет 1% элемента, а в исследуемом образце его содержание равно 0,25% следовательно, со времени осаждения прошло два периода полураспада. Если период полураспада Т ]/2 = 1 млн. лет, то образец образовался 2 млн. лет назад. [c.211]

В большинстве случаев способы, основанные на достижениях точных наук, использовались для получения абсолютных датировок. Главным принципом, лежащим в основе большинства абсолютных датировок, является принцип радиоактивного распада (Tite, 1972). Некоторые химические элементы встречаются в нестабильной форме, т. е. в виде радиоактивных изотопов, которые распадаются с образованием других элементов (стабильных изотопов). Этот радиоактивный распад происходит с определенной скоростью, что позволяет использовать соотношение меледу стабильными и нестабильными изотопами для датировки прошлых событий. Скорость распада измеряется периодами полураспада — постоянными по длительности промежутками времени, в течение которых половина данного количества нестабильного изотопа переходит в стабильную форму. Такие изотопные часы позволяют хорошо датировать событие в тех случаях, когда можно установить, в какой момент в прошлом они начали тикать . Это справедливо для каждого из известных методов. [c.36]

Выше уже было отмечено, что, исключая последнее десятилетие, количество радиоуглерода на нашей планете было постоянным. Постоянным было также распределение С в телах животных и растительных организмов. Дело в том, что С , образующийся в атмосфере в виде СО , ассимилируется растениями, а оттуда поступает в тела животных. Обмен живых организмов с окружающей средой, естественно, прекращается со смертью организма. Вот почему после гибели растительного или животного организма количество С , находившееся в его теле, начинает постепенно убывать. Определяя концентрацию С и зная его период полураспада, можно определить время, прошедшее с момента гибели организма. Нетрудно представить, что этот метод, разработанный американским исследователем Либби, вызвал большой интерес прежде всего археологов. Так был определен достоверный возраст образцов дерева, найденного в египетских пирамидах, в ряде археологических раскопок в Средней Азии и в других местах. Был установлен возраст останков мамонта, найденного на Таймыре. В ряде случаев углеродные часы позволили археологам и палеонтологам сделать ценные заключения о возрасте исследовавшихся ими объектов. Правда, определение возраста образцов с помощью С экспериментально является весьма нелегкой задачей. Равновесное количество С , приходящееся на 1 г С , соответствует примерно 16 распадам в минуту (эти расчеты относятся к равновесным значениям, существовавшим до [c.72]

Определение возраста по радиоуглероду основывается на ряде допущений (Olsson, 1970) интенсивность космического излучения и как следствие концентрация радиоуглерода оставались постоянными в пределах углеродной хронологической шкалы, время обмена радиоуглерода между атмосферой и биосферой значительно меньше периода полураспада С и постоянно во времени, содержание радиоуглерода в образце убывает только в результате радиоактивного распада. [c.568]

Важно отметить, что для данного радиоактивного ядра, находящегося в определенном энергетическом состоянии, вероятность распада на про1яжении любых равных отрезков времени (при уело вии, что этот отрезок выбран достаточно малым по сравнению, с периодом полураспада) есть величина постоянная. Другими словами, коэффициент X является вполне Определенной характеристикой данного радиоактивного изотопа. В частности, постоянная распада X не зависит от возраста ядра, т. е. от промежутка времени, прошедшего с момента возникновения данного ядра, до момента наблюдения. По данным многочисленных опытов, величина X, за некоторыми исключениями, не зависит также от химического состояния радиоактивного атома и внешних физических условий (температуры, давления, напряженности электрических и магнитных полей, ускорения, концентрации радиоактивных веществ и т. п.). [c.15]

Согласно спектрографическим данным, калий представляет собой смесь трех изотопов с атомными весами 39, 40 и 41. Их количества относятся как 93,260 0,0119 6,729 . Из этих трех изотопов радиоактивным является только изотоп с массовым числом 40. В 1 г калия за 1 сек происходит в среднем 31,6 атомных превращений. Из них 28,3 превращения происходит с испусканием -частиц, а 3,3 — путем электронного захвата. Отсюда для изотопа калия период полураспада равен 1,18-10 года. Благодаря радиоактивному распаду постоянно образуется аргон (точнее, Аг), а именно ежегодно по 3,6-10 1 лл на 1 г калия. На этом основан калий-аргоновый метод геологического определения возраста минералов (Russel, 1954 Wasserburg, 1955 Gentner, 1955 см. также т. II). [c.165]

Для того чтобы пойти дальше качественных рассуждений такого рода и рассчитать абсолютные вероятности переходов или периоды полураспада, необходимо сделать более определенные допущения о распределении зарядов и токов в ядре, т. е. выбрать ядерную модель. В качестве простейшего примера можно взять одночастичную модель (см. гл. IX, раздел Г). Допустим, что у-переход можно рассматривать как переход одного нуклона из состояния с определенным моментом количества движения в другое состояние, причем остальная часть ядра может быть представлена как потенциальная яма. Исходя из этих допущений, Вайскопф [22] вывел выражение для постоянных распада электрических и магнитных переходов порядка 2. Эти достаточно громоздкие общие формулы (см., например, 129] и [30]) для некоторых малых порядков мультипольности принимают [c.262]

Историки определяют похожим образом возраст останков. Наиболее полезным оказался радиоуглеродный метод. Каждый грамм углерода живых организмов и растений содержит определенное количество атомов радиоактивного углерода, которые при распаде излучают р-часткцы. Счетчик регистрирует -их в виде импульсов, примерно 15 й-мпульсов в минуту. Со временем эта величина не меняется, так как происходит образование новых атомов углерода ( С). Например, он возникает из азота под действием нейтронов космических лучей, за ем окисляется до СОг и поглош.ается растениями. Сколько углерода распадается, сколько и образуется, поэтому и радиоактивность его постоянна. Однако если растение или животное погибает, радиоактивность углерода начинает уменьшаться в 2 раза за каждые 5568 лет, за период полураспада. Поэтому по активности углерода в останках (очень малой, но чувствительность метода меченых атомов очень велика) можно определить их возраст с большой точностью. Так, возраст ладьи из гробницы фараона Сезостриса П1 оказался равным 3621 180 лет. [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология