Uraniumhalfwaardetijd: hoofdkenmerken en toepassing
Het bestuderen van het fenomeen van radioactiviteit, elke wetenschapperverwijst naar zo'n belangrijk kenmerk ervan als een halfwaardetijd. Zoals bekend, zegt de wet van radioactief verval dat elke seconde in de wereld er een verval van atomen is, terwijl de kwantitatieve kenmerken van deze processen direct gerelateerd zijn aan het aantal beschikbare atomen. Als gedurende een bepaalde periode de helft van alle beschikbare hoeveelheid atomen desintegreert, zal het verval van ½ van de resterende atomen dezelfde hoeveelheid tijd vergen. Deze periode wordt de halfwaardetijd genoemd. Voor verschillende elementen is het anders - van een duizendsten van een milliseconde tot miljarden jaren, zoals, bijvoorbeeld, als het gaat om de halfwaardetijd van uranium.
Uranium, als het zwaarste van alles dat er isde natuurlijke staat van de elementen op aarde is over het algemeen het mooiste object om het proces van radioactiviteit te bestuderen. Dit element werd in 1789 ontdekt door de Duitse wetenschapper M. Klaproth, die hem de naam gaf ter ere van de nieuw ontdekte planeet Uranus. Het feit dat uranium radioactief is, werd per ongeluk aan het einde van de 19e eeuw door de Franse chemicus A. Becquerel vastgesteld.
De halfwaardetijd van uranium wordt berekend aan de hand van dezelfde formule als vergelijkbare periodes van andere radioactieve elementen:
T_ {1/2} = au ln 2 = frac {ln 2} {lambda},
waar "au" de gemiddelde levensduur van het atoom is, is "lambda" de fundamentele vervalconstante. Aangezien ln 2 ongeveer 0,7 is, is de halfwaardetijd gemiddeld slechts 30% korter dan de totale levensduur van het atoom.
Ondanks het feit dat tot nu toe, wetenschappersEr zijn 14 isotopen van uranium bekend, waarvan er in de natuur slechts drie worden gevonden: uranium-234, uranium-235 en uranium-238. De halfwaardetijd van uranium is anders: voor U-234 is het "slechts" 270 duizend jaar en de halfwaardetijd van uranium-238 is groter dan 4,5 miljard. De halfwaardetijd van uranium-235 ligt in het "gouden midden" - 710 miljoen jaar.
Opgemerkt moet worden dat de radioactiviteit van uranium inde natuurlijke omstandigheden zijn hoog genoeg en maken het bijvoorbeeld mogelijk om de fotografische platen binnen slechts een uur te verlichten. Tegelijkertijd moet worden opgemerkt dat in alle uraniumisotopen alleen U-235 geschikt is om een kernbom te vullen. Het probleem is dat de halfwaardetijd van uranium-235 in industriële omstandigheden minder intens is dan die van de 'tegenhangers', en daarom is de output van onnodige neutronen hier minimaal.
De halfwaardetijd van uranium-238 is aanzienlijkoverschrijdt 4 miljard jaar, maar het wordt nu actief gebruikt in de nucleaire industrie. Dus, om een kettingreactie te lanceren in de splijting van zware kernen van dit element, is een aanzienlijke hoeveelheid neutronenenergie nodig. Uranium-238 wordt gebruikt als bescherming in de apparatuur voor splijting en synthese. Het grootste deel van het geproduceerde uranium-238 wordt echter gebruikt voor de synthese van plutonium dat wordt gebruikt in kernwapens.
De duur van de halfwaardetijd van uraniumwetenschappersworden gebruikt om de leeftijd van afzonderlijke mineralen en hemellichamen als geheel te berekenen. Uraniumklok is een vrij universeel mechanisme voor dit soort berekeningen. Terzelfder tijd, om de leeftijd min of meer nauwkeurig te berekenen, is het noodzakelijk om niet alleen de hoeveelheid uranium in deze of die rotsen te kennen, maar ook de verhouding uranium en lood als het eindproduct waarin uraniumkernen worden omgezet.
Er is een andere manier om stenen en mineralen te berekenen,het is verbonden met de zogenaamde spontane splitsing van uraniumkernen. Zoals bekend, als gevolg van spontane splijting van uranium in natuurlijke omstandigheden, bombarderen de deeltjes met kolossale kracht nabijgelegen substanties, en laten ze een speciaal spoor achter.
Het is door het aantal van deze tracks, terwijl je het tegelijkertijd kentde halfwaardetijd van uranium, wetenschappers, en concluderen over de ouderdom van een solide lichaam - of het nu een oud ras is of een relatief "jonge" vaas. Het ding is dat de ouderdom van het object recht evenredig is met de kwantitatieve index van uraniumatomen waarvan de kernen het hebben gebombardeerd.
