Razpolovni čas urana: glavne značilnosti in uporaba

Če se preučijo pojav radioaktivnosti, se vsak znanstvenik nagiba k taki pomembni značilnosti, ki ga ima za pol življenj. Kot veste, zakon o radioaktivnem razpadu pravi, da je vsako sekundo na svetu razpad atomov, medtem ko so količinske značilnosti teh procesov neposredno povezane s številom razpoložljivih atomov. Če se za določeno časovno obdobje razpada polovica razpoložljivega števila atomov, propad frac12- od preostalih atomov bo zahteval enako količino časa. To obdobje se imenuje obdobje razpolovnega časa. Za različne elemente je drugačen - od tisočine milisekunde do milijard let, kot je na primer pri razpolovnem času urana.

Uran, kot najtežji od vseh elementov v naravnem stanju na Zemlji, je na splošno najlepši predmet za proučevanje procesa radioaktivnosti. Ta element je leta 1789 odkril nemški znanstvenik M. Klaproth, ki mu je ime v čast novoznanega planeta Uran. Dejstvo, da je radioaktivni uran, je bil naključno ugotovljen konec 19. stoletja s strani francoskega kemika A. Becquerela.

Polovičnost Uran se izračuna po isti formuli kot podobna obdobja drugih radioaktivnih elementov:

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

kjer je "au" povprečna življenjska doba atoma, "lambda" je osnovna konstanta razpadanja. Ker je ln 2 približno 0,7, je razpolovna doba v povprečju le 30% krajša od skupne življenjske dobe atoma.

Kljub temu, da do danes znanstveniki poznajo 14 izotopov urana, v naravi le trije: uran-234, uran-235 in uran-238. Polovičnost Uran je drugačen: tako za U-234 je "samo" 270 tisoč let, razpolovna doba urana-238 pa presega 4,5 milijarde. Razpoložljivost urana-235 je v "zlati sredini" - 710 milijonov let.

Omeniti je treba, da je radioaktivnost urana v naravnih razmerah precej visoka in na primer omogoča, da se fotografske plošče osvetlijo v samo eni uri. Hkrati je treba opozoriti, da je v vseh izotopih urana le U-235 primeren za izdelavo polnil jedrska bomba. Stvar je v tem, da je razpolovna doba urana-235 v industrijskih razmerah manj intenzivna kot njegova "kola", zato je proizvodnja nepotrebnih nevtronov tukaj minimalna.

Razpoložljivost urana-238 je že več kot 4 milijarde let, vendar se zdaj aktivno uporablja v jedrski industriji. Torej, za začetek verižne reakcije v fisiji težkih jeder tega elementa je potrebna znatna količina energije nevtronov. Uran-238 se uporablja kot zaščita v aparaturi cepitve in sinteze. Vendar se večina proizvedenega urana-238 uporablja za sintezo plutonija, ki se uporablja v jedrskem orožju.

Znanstveniki uporabljajo trajanje razpolovne dobe urana za izračun starosti posameznih mineralov in nebesnih teles kot celote. Urna ura je precej univerzalni mehanizem za takšne izračune. Ob istem času, da se starost izračuna bolj ali manj natančno, je treba poznati ne le količino urana v teh ali tistih kamninah, temveč tudi razmerje urana in svinca kot končnega proizvoda, v katerega se pretvorijo uranove jedrske snovi.

Obstaja še en način izračuna kamnin in mineralov, povezan je s tako imenovanim spontanim cepitev jedra urana. Kot je znano, kot posledica spontane fisije urana v naravnih razmerah, njeni delci s kolosalno silo bombardirajo bližnje snovi, pri čemer pustijo za seboj posebne sledi - sledi.

To je po številu teh skladb, ki hkrati poznajo razpolovni čas urana, da znanstveniki sklepajo o starosti trdnega telesa - ne glede na to, ali gre za starodavno pasmo ali relativno "mlado" vazo. Stvar je v tem, da je starost objekta neposredno sorazmerna s količinskim indeksom atomov urana, katerih jedra so jo bombardirali.