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In alcuni materiali, il nucleo di un atomo è instabile ed emetterà particelle spontaneamente senza alcuno stimolo esterno. Questo processo è chiamato radioattività o decadimento radioattivo.
Gli elementi con numero atomico 83 hanno più di 82 protoni e quindi sono radioattivi. Gli isotopi, che sono elementi in cui i nuclei hanno un numero diverso di neutroni, possono anche essere instabili. I nuclei di elementi instabili emettono particelle alfa, beta o gamma. Una particella alfa è un nucleo di elio e una particella beta è un elettrone o un positrone, che ha la stessa massa di un elettrone ma ha una carica positiva. Una particella gamma è un fotone ad alta energia.
Per calcolare la radioattività, è necessario conoscere il tempo necessario al decadimento del nucleo.
Trova l'espressione dell'emivita t (metà) di un campione radioattivo. È il tempo impiegato per il decadimento della metà della quantità di nuclei in un campione. L'emivita è correlata alla costante di decadimento lambda, che ha un valore dipendente dal materiale del campione. La formula è t (metà) = ln 2 / lambda = 0,693 / lambda.
Studiare l'equazione per il tasso di decadimento totale o l'attività di un campione radioattivo. È R = dN / dt = lambda N = N (0) e (-lambda * t). N è il numero di nuclei e N (0) è la quantità originale o iniziale del campione prima del decadimento al tempo t = 0. L'unità di misura per l'attività è Bq o becquerel, che è un decadimento al secondo. Un'altra unità è il curie, che è pari a 3,7 x 10 exp (10) Bq.
Esercitati a calcolare il decadimento radioattivo. Il radio-226 ha un'emivita di 1.600 anni. Calcola l'attività di un campione da un grammo, dove N = 2,66 x 10 exp (21). Per fare questo, prima trova lambda. Allo stesso tempo, convertire l'emivita da anni a secondi. Quindi lambda = 0,693 / t (metà) = 0,693 / (1600 * 3,156 x 10 exp (7) s / anno) = 1,37 x 10 exp (-11) / s. Il tasso di decadimento è quindi dN / dt = lambda * N = 1,37 x 10 exp (-11) / s * 2,66 x 10 exp (21) = 3,7 x 10 exp (10) decadimenti / s = 3,7 x 10 exp (10 ) Bq. Nota che questo è un curioso. Si noti inoltre che il decadimento / i è scritto come 1 / s.