Efni.

• Skref
• Ráð

Fyrir efni sem er í niðurbroti er tíminn sem tekur magnið að helminga kallað helmingunartími eða helmingunartími. Upphaflega var hugtakið notað til að lýsa niðurbroti geislavirkra efna eins og úrans eða plútóníums, þó getum við notað þetta hugtak fyrir öll efni með virkan niðurbrotshraða. veldisvísir eða hringrás. Helmingunartíma allra efna er hægt að reikna með niðurbrotshraða, gildi byggt á magni upphaflega efnisins og magni efnisins sem eftir er eftir tiltekið tímabil.

Skref

Aðferð 1 af 2: Skilningur á helmingunartíma

1. 

   Um veldisvísandi niðurbrot. Veldisvísis rotnun fylgir formúlunni í henni
   • Með öðrum orðum, þegar þeir aukast, minnka og nálgast smám saman núllið er þetta fylgni sem notuð er til að lýsa helmingunartíma. Miðað við helmingunartíma þurfum við því

2. 

   
   
   Endurskrifaðu formúluna sem hálfa lotu. Þessi helmingunartími er ekki háð breytilegum heldur tíma
   • ég mun vera
   • Á þessum tímapunkti, það sem við þurfum að gera er ekki einfaldlega að setja gildin í breytuna heldur líta á raunverulegan helmingunartíma, í þessu tilfelli, stöðugan.
   • Síðan er nauðsynlegt að fella helmingunartíma í veldisvísisjöfnuna, þó skal varast þegar þetta skref er framkvæmt. Í eðlisfræði er veldisvísitala samsæta (óháð stefnu). Við vitum að magn efnanna er háð tíma og því þurfum við að deila magni efnisins með helmingunartímanum - tímaeiningastöðugum - til að fá ísótrópískt magn.
   • Þannig sjáum við það og höfum líka sömu einingar. Þess vegna fáum við jöfnuna sem lýst er hér að neðan.

3. 

   
   
   Taktu mið af upphafsgæðum. Jafnan sem við erum að íhuga er fylgni jöfnu sem notuð er til að ákvarða hlutfall af því magni gæða sem eftir er eftir nokkurt tímabil miðað við upphaflegt gæðamagn. Með því einfaldlega að bæta upphaflegu magni efnis við jöfnuna hér að ofan fáum við formúluna fyrir helmingunartíma efnis.

4. 

   Finndu helmingunartímann. Venjulega inniheldur ofangreind tjáning allar breytur sem við þurfum til að skilgreina helmingunartíma. Ef viðkomandi efni er þó óþekkt geislavirkt efni er mögulegt að ákvarða massa þess fyrir og eftir nokkurn tíma, en ekki er hægt að ákvarða helmingunartíma þess. Þess vegna getum við stækkað helmingunartímann samkvæmt mælanlegum breytum. Þetta er aðeins ein leið til að umbreyta tjáningu til að auðvelda þér að greina það sem þú ert að leita að. Hvert skref umbreytingarinnar er sem hér segir:
   • Skiptu báðum hliðum tjáningarinnar eftir upphafsgæðum
   • Ef við tökum grunnlógaritm beggja vegna tjáningarinnar fáum við einfaldari tjáningu sem inniheldur ekki veldisvísitölu.
   • Margfaldaðu báðar hliðar tjáningarinnar með og deildu síðan báðum hliðum með vinstri hliðinni, þú færð helmingunartíma formúluna. Niðurstaðan verður á lógaritmískri mynd sem þú getur umbreytt í venjuleg tölugildi með reiknivél.
   auglýsing

Aðferð 2 af 2: Dæmi

1. 

   
   
   Dæmi 1. Innan 180 sekúndna rotnar óþekkt geislavirkt efni frá upphaflegum massa 300 g í 112 g. Hver er helmingunartími þessa efnis?
   • Svarið: Við höfum magn upphafsefnisins er magn afgangs efnis er niðurbrotstími.
   • Formúlan til að reikna helmingunartíma eftir umbreytinguna er. Þú þarft bara að stinga gildunum í hægri hlið tjáningarinnar og gera stærðfræðina til að fá helmingunartíma geislavirkra efna sem um ræðir.
   • Athugaðu hvort árangurinn sé sanngjarn eða ekki. Við komumst að því að 112 g er minna en helmingur af 300 g, þannig að efnið er að minnsta kosti niðurbrotið. Þar sem 127 sekúndur <180 sekúndur, sem þýðir að efnið hefur liðið helmingunartíma, eru niðurstöðurnar sem við höfum hér sanngjarnar.

2. 

   Dæmi 2. Kjarnakljúfur framleiðir 20 kg af úran-232. Ef þú veist að helmingunartími úran-232 er um það bil 70 ár, hversu langan tíma tekur það fyrir þetta úran-232 að lækka niður í 0,1 kg?
   • Svarið: Við vitum að magn upphafsefnisins er magn endanlegs efnis sem er helmingunartími úrans-232
   • Skrifaðu niður helmingunartíma formúlu byggða á helmingunartíma.
   • Skipta um gildi fyrir breytur og reikna.
   • Mundu að athuga alltaf hvort árangurinn sé sanngjarn eða ekki.
   auglýsing

Ráð

• Það er önnur leið til að reikna út helmingunartíma með heiltölugrunni. Í þessari formúlu, og mun snúa við stöðu í lógaritmískri aðgerð.
• Helmingunartími er líklegt mat á þeim tíma sem það tekur efni að rotna í tvennt frekar en nákvæmur útreikningur. Til dæmis, ef aðeins er eitt atóm efnis eftir, er engin leið að atómið rotni niður í helming atómsins eftir einn helmingunartíma, en fjöldi atóma verður núll eða verður 1. því stærri sem leifarnar eru, því nákvæmari er útreikningur hálfleiðaratímabilsins vegna lögmáls um líkur á mjög stórum fjölda.