Timpul de înjumătățire al uraniului: principalele caracteristici și aplicații

Studiind fenomenul de radioactivitate, fiecare om de știință se adresează unei caracteristici atât de importante pentru el ca un timp de înjumătățire. După cum știți, legea decăderii radioactive spune că fiecare secundă din lume are o degradare a atomilor, în timp ce caracteristicile cantitative ale acestor procese sunt direct legate de numărul de atomi disponibili. Dacă, pentru o anumită perioadă de timp, jumătate din întregul număr disponibil de atomi se descompune, degradarea frac12 - de la atomii rămași va necesita aceeași perioadă de timp. Această perioadă de timp se numește perioada de înjumătățire. elemente diferite este diferit - de miimi de milisecunde la miliarde de ani, ca, de exemplu, în cazul în care este vorba de perioada de pro-viață de uraniu.

Uraniul, cel mai greu dintre toate elementele în starea naturală de pe Pământ, este, în general, cel mai frumos obiect pentru studierea procesului de radioactivitate. Acest element a fost descoperit în 1789 de către omul de știință german M. Klaproth, care ia dat numele în cinstea uraniului nou descoperit. Faptul că uraniul este radioactiv a fost stabilit accidental la sfârșitul secolului al XIX-lea de către chimistul francez A. Becquerel.

timp de înjumătățire uraniul se calculează prin aceeași formulă ca perioadele similare ale altor elemente radioactive:

T_ {1/2} = au ln 2 = frac {ln 2} {lambda},

unde "au" este durata medie de viață a atomului, "lambda" este constanta de dezintegrare de bază. Deoarece ln 2 egal cu aproximativ 0,7, timpul de înjumătățire de numai 30%, în medie, mai scurt decât atomul totală pe viață.

În ciuda faptului că până în prezent, 14 oameni de știință izotopii de uraniu cunoscute în natura lor apar doar trei: uraniu-234, uraniu-235 si uraniu-238. timp de înjumătățire uraniu este diferit: cazul pentru U-234 este „doar“ 270 de mii de ani, și un timp de înjumătățire de uraniu-238 depășește 4,5 miliarde. Timpul de înjumătățire al uraniului-235 este în "mijlocul de aur" - 710 milioane de ani.

Este de remarcat faptul că radioactivitatea uraniului în condiții naturale este destul de ridicată și permite, de exemplu, să aprinzi plăcile fotografice în doar o oră. În același timp, este de remarcat faptul că în toate izotopii de uraniu numai U-235 este potrivit pentru fabricarea de umpluturi pentru bomba nucleară. Lucru este că uraniul-235 de înjumătățire într-un mediu industrial este mai puțin intensă decât „frații“ săi, și, prin urmare, producția de neutroni inutile sunt minime.

Timpul de înjumătățire al uraniului-238 este de peste 4 miliarde de ani, dar acum este folosit în mod activ în industria nucleară. Deci, pentru a lansa o reacție în lanț în fisiunea nucleelor ​​grele a acestui element, este necesară o cantitate semnificativă de energie neutronică. Uraniul-238 este folosit ca protecție în aparatul de fisiune și sinteză. Totuși, cea mai mare parte a uraniului-238 produs este utilizat pentru sinteza plutoniului utilizat în armele nucleare.

Durata de înjumătățire a uraniului este folosită de oamenii de știință pentru a calcula vârsta mineralelor individuale și a corpurilor celeste ca întreg. Uraniul de ceas este un mecanism universal pentru astfel de calcule. În același timp, că vârsta a fost calculat mai mult sau mai puțin precise, este necesar să se cunoască nu numai cantitatea de uraniu din diferite rase, dar, de asemenea, raportul de uraniu și de plumb ca produs final, care a transformat nucleul de uraniu.

Există un alt mod de calcul al rocilor și mineralelor, este asociat cu așa-numitele spontane fisiune de nuclee de uraniu. După cum se știe, ca rezultat al fisiunii spontane a uraniului în condiții naturale, particulele sale cu forță colosală bombardează substanțele din apropiere, lăsând în urma lor urme speciale.

Este pentru numărul de piese, cunoscând perioada de înjumătățire a uraniului, iar oamenii de știință a concluzionat cu privire la vârsta unui corp rigid - fie că este o rasa veche, sau un relativ „tânără“ vaza. Problema este că vârsta obiectului este direct proporțională cu indicele cantitativ al atomilor de uraniu ale căror nuclee l-au bombardat.