Halfwaardetijd En Radioactieve Vervaltarieven
Halfwaardetijd: instabiele kern vervalt radioactief en
vermindert zijn massa. Halftijd is de tijd die nodig is om de helft
van de massa radioactieve materie te laten vergaan. Het is
afhankelijk van materietypes of n / p verhouding. Als de initiële
massa van materie m0 is, heeft het na t tijd massa m, en
als de halfwaardetijd van materie t(1/2) is;
wanneer t = t (1/2) m = m0 / 2
Onderstaande afbeelding toont de hoeveelheid massa naarmate de tijd
verstrijkt;
Na de eerste helft neemt de massa af tot m0/2, na de
tweede helft neemt de helft van de vorige waarde af. Als we het
als vergelijking schrijven, krijgen we;
m=m0/2n
Waar "n" het aantal halfwaardetijden is,
n=t/t(1/2)
Nu tekenen we een grafiek van massa versus tijd van radioactief
verval.
Zoals u in de grafiek kunt zien, neemt de massa met de tijd af, maar
wordt nooit nul.
Enkele eigenschappen van halfwaardetijd:
- Elke verschillende kern heeft zijn
eigen halfwaardetijd, met andere woorden, halfwaardetijd is
specifieke eigenschappen van de kern. Aan de andere kant hebben
isotopen van atomen ook een andere halfwaardetijd, omdat hun
aantal neutronen verschillend is.
- Halfwaardetijd is niet afhankelijk
van de initiële massa van materie, het is constant voor elke
kern.
- Halfwaardetijd is niet afhankelijk
van temperatuur en druk.
Voorbeeld: als de tijd verstrijkt voor verval 31/32 van de
materie 60 jaar is, vind dan de halfwaardetijd.
Oplossing:
Sinds 31/32 van materie vervalt, is 1/32 van materie over. Als de
initiële massa m0 is;
Zoals je op de foto kunt zien, zijn er 5 halfwaardetijd;
5t(1/2) = 60 jaar
t(1/2)=12 jaar
Voorbeeld: Welke van de volgende beweringen zijn waar voor de
halfwaardetijd van zaken;
I. Het verandert met de verandering in massa van materie.
II. Het verandert met veranderingen in de temperatuur.
III. Het verandert met de veranderingen van soorten zaken.
Oplossing:
Zoals we eerder vermelden, hangt de halfwaardetijd van materie
alleen af van materiesoorten. III is waar.
Tarief Van Verval:
De snelheid van verval is het aantal gedesintegreerde nucleus in
tijdseenheid. De snelheid van verval hangt af van de halfwaardetijd
en de massa van de materie.
- De snelheid van verval is omgekeerd
evenredig met de halfwaardetijd van materie. Als massa's van
twee zaken gelijk zijn, heeft materie met een kleinere
halfwaardetijd een hoger verval.
- De snelheid van verval is recht
evenredig met de massa radioactieve materie.
- Omdat de massa materie afneemt in het
vervalproces, neemt de snelheid van verval ook af met de tijd.
De relatie tussen halfwaardetijd en verval is;
k=0,693/t(1/2)
waarbij k de snelheid van verval is en t(1/2)
de halfwaardetijd is.
Voorbeeld: Onderstaande grafiek toont radioactief verval van
materie X.
Gebruik deze grafiek en geef aan of de volgende beweringen waar of
onwaar zijn;
I. Halfwaardetijd van materie is 10 jaar.
II. Snelheidsverval van materie na 20 jaar is kleiner dan
aanvankelijk snelheidsverval.
III. Bedrag van zaken verval in eerste halfjaar en tweede
halfjaar zijn gelijk.
Oplossing:
I. Wanneer de massa afneemt van m0 tot m0 /
4, heeft het een halfwaardetijd;
2t(1/2)=20
t(1/2)=10 jaar I is waar.
II. Omdat de massa na het tweede verval kleiner is dan de
initiële massa en de snelheid van verval direct evenredig is met de
massa, is de snelheid van het verval na het tweede verval kleiner
dan de oorspronkelijke waarde. II is waar.
III. Massa afname in eerste verval;
m0-m0/2=m0/2 g
Massa afname na tweede verval;
m0/2-m0/4=m0/4 g
De afname in massa is dus niet gelijk in het eerste en tweede
verval. III is onjuist.
Nucleaire
Chemie (Radioactiviteit) Examens En Probleem Oplossingen
