خبرگزاری آیصد (جدیدترین و جذاب ترین اخبار ایران و جهان)

نشر توسط:admin Views 25 تاریخ : 7 اسفند 1394

مفهوم نيمه عمر

يکي از مهمترين کميتهاي مشخصه مواد راديو اکتيو ، نيم عمر آنها مي‌باشد. يعني مدت ‏زماني که در طي آن نصف ماده اوليه تجزيه مي‌شوند. تحقيقات انجام شده نشان ‏مي‌دهد که از ۱۰۰۰۰۰۰ اتم پلوتونيوم ۲۱۸ ، موجود در يک نمونه تازه تهيه شده ماده ‏راديواکتيو ، پس از ۲۰ دقيقه فقط حدود ۱۰۰۰۰ اتم پلوتونيوم باقي مي‌ماند و بقيه به ‏اتم‌هاي سرب ۲۱۴ و محصولات نوزاد آن مبدل مي‌شوند. پس از تهيه نمونه خالصي از ‏Po‏۲۱۸ ، براي آنکه ۵۰% اتمهاي موجود در آن تباهي پيدا ‏کنند، فقط ۳ دقيقه زمان لازم است. در مورد راديوم ( ‏‎Ra ۲۲۶‏ ) ، ۱۶۲۰ سال طول ‏مي‌کشد. که نيمي از اتمهاي راديوم در يک نمونه تازه تهيه شده آن به اتمهاي ‏رادن تبديل ‌شوند. ‏

● سرعت تباهي:‏ دو مثال بالا نمايانگر اين واقعيت تجربي است که نمونه‌هاي عناصر راديو اکتيو از لحاظ ‏سرعت تباهي باهم تفاوت بسيار دارند. اگر سرعتهاي متفاوت حاصل از ميانگينهاي ‏راديواکتيوي را در نظر بگيريم، هرگز نمي‌توانيم بگوييم که چه وقت دچار تباهي خواهند ‏شد. بعضي از آنها ممکن است به محض توليد شدن دچار تباهي شوند و بعضي ‏ديگر ممکن است هرگز تباهيده نشوند.

● تجزيه راديواکتيو:‏ به طور تجربي معلوم شده است که براي گروه بزرگي از اتمهاي يک نوع ماده ‏راديواکتيوي کسري از اين اتمها که در هر ثانيه دچار تباهي مي‌شوند، تعييرناپذير است و ‏هميشه براي گروه بزرگي از اتمهاي آن نوع ماده راديواکتيو ، يکسان است. اين کسر ‏تقريبا به طور کمي مستقل از تمام شرايط فيزيکي و شيميايي ، مثلا دما ، فشار و ‏شکل ترکيب شيميايي است. اين خواص برجسته راديواکتيويته شايان توجه خاصي است. زيرا پايه‌اي براي فهم ‏راديواکتيويته است. مثلا فرض کنيد که ۱۰۰۰/۱ اتمهاي يک نمونه خالص تازه تهيه شده ‏در طول يک ثانيه تباهيده شوند. در اين صورت انتظار خواهيم داشت که ۱۰۰۰/۱ اتمهاي ‏باقيمانده در يک ثانيه بعد دچار تباهي شوند. به اين ترتيب ۱۰۰۰/۱ اتمهاي باقيمانده ‏پس از ده ثانيه نيز در طول ثانيه يازدهم تباهيده مي‌شوند و همين طور تا آخر.

● نيم عمر چيست؟ واقع امر اين است که در طول هر ثانيه متوالي از زمان ۱۰۰۰/۱ اتمهاي باقيمانده در آغاز ‏آن ثانيه دچار تباهي مي‌شود. اين عمل دست کم تا آنجا ادامه دارد که تعداد اتمهاي ‏باقيمانده به قدري کوچک شوند که پيشگويي هاي ما بسيار نامطمئن باشد. چون کسري از ‏اتمها که در هر ثانيه نابود مي‌شود، براي هر عنصر ثابت است. عده اتمهايي که در واحد زمان دچار تباهي مي‌شوند به نسبت کاهش عده اتمهايي ‏که هنوز تغيير نيافته‌اند، تقليل مي‌يابد. براي اورانيوم ۲۳۸ که مادر سري اورانيوم است، ‏‏نيم عمر ، ۴.۵ بيليون سال است. اين بدان معني است که پس از ‏‎ ‎‎۴.۵x۱۰۹ ‎سال ، نصف اتمهاي اورانيوم ۲۳۸ دچار تباهي مي‌شوند. براي ‏پلونيوم ۲۱۴ ، نيم عمر از مرتبه ‏‎۱۰-۴‎‏ ثانيه است. يعني فقط در ۱۰۰۰۰/۱ ‏ثانيه ، نصف يک نمونه اصلي از اتمها ‏‎۲۱۴Po‏ مي‌شوند. هرگاه نمونه‌هاي خالصي شامل عده اتمهاي برابر ، از هر يک از آنها موجود باشد، ‏فعاليت اوليه (اتمهايي که در ثانيه دچار تباهي مي‌شوند) پولونيم ۲۱۴ بسيار قوي و ‏فعاليت اوليه اورانيوم ۲۳۸ بسيار ضعيف خواهد بود. ليکن اگر حتي يک دقيقه بگذرد ‏پولونيم کلا نابود مي‌شود و بنابراين ، عده اتمهاي باقيمانده آن به قدري کم مي‌شود ‏که در اين حالت فعاليت پولونيم کمتر از فعاليت اورانيوم خواهد بود. ‏

● محاسبه نيم عمر: شايد مدتها پيش عناصر راديواکتيو به مقدار زياد وجود داشته و چنان به سرعت نابود شده‌اند که امروز هيچ اثر قابل اندازه‌گيري از آن به جا نمانده است. از طرف ديگر ‏بسياري عناصر راديو اکتيو چنان به کندي نابود مي‌شوند که در حين هر بار آزمايش ‏عادي ، سرعتهاي شمارش که تباهي را نشان مي‌دهد، به نظر ثابت مي‌ماند.‏ براي هر عنصر با نيم عمر‏T½‎‏ ، صرف نظر از کهنگي نمونه ، پس از گذشت فاصله ‏زماني ‏T½‎‏ بازهم نصف اتمهاي آن باقي خواهد ماند. بنابراين ، نيم عمر را نبايد به عنوان ‏علامت اختصاري براي "نصف يک عمر" تصور کرد. اگر نصف اتمهاي اصلي پس از زمان ‏T½‎‏ بدون تغيير باقي بماند، پس از دو فاصله زماني نيم عمر متوالي ‏T½‎‏ ، يک چهارم ‏‏(‏‎½‎‏×‏‎ ½‎‏) ، و پس از ‏T ½‎‏۳ ، يک هشتم اتمها و همچنين تا آخر باقي خواهد ماند.

منابع : 
----------------------
www.parsianforum.com