Артём Поликарпов
февраль 2017.
182

Как ученые определили период полураспада долгоживущих элементов (типа плутония, углерода)?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
3
1 ответ
Поделиться

Сперва скорректируем вопрос. Углерод (¹²C) является стабильным элементом. Долгоживущим является изотоп углерода ¹⁴C, с периодом полураспада 5700 лет. Плутоний же (Pu) - радиоактивный элемент с большим количеством изотопов. В ядерных боеприпасах используется ²³⁹Pu с периодом полураспада 24000 лет, а изотоп ²⁴⁴Pu имеет огромный период полураспада, около 100 миллионов лет. Измеряют большие периоды полураспада радиоактивных элементов, используя приближение для  дифференциального уравнения dN/dt=λN, описывающего экспоненциально распадающиеся системы: число распадов (dN) за интервал времени (dt) пропорционален числу атомов (N) в образце. Коэффициент пропорциональности (λ) называется коэффициентом распада и обратно пропорционален периоду полураспада. Таким образом, Лямбда показывает долю распавшихся ядер в единицу времени. Эту долю (dN/N) легко измерить, если у вас есть радиоактивный образец с массой m (в граммах), а значит и с известным числом атомов N=mA/M, где А - число Авогадро и М - атомных вес выраженный в граммах. Вам останется только измерить число распавшихся ядер (dN) за заданный промежуток времени (dt), регистрируя частицы распада (α-частицы в случае ²³⁹Pu и β-частицы для ¹⁴C) соответствующими детекторами. Необходимо также учесть эффективность детектора и апертуру (эффективный телесный угол) регистрации частиц. Примеры таких измерений и соответствующие формулы можно прочитать например отсюда ru.wikipedia.org

5
Прокомментировать
Ответить