Kernchemie: Halbwertzeiten und Radioaktive Dating

Die Wissenschaftler sehen in der Halbwertszeit Zerfallsraten von radioaktiven Isotopen zu schätzen, wenn ein bestimmtes Atom zerfallen könnte. Eine nützliche Anwendung von Halbwertszeit ist radioaktive Datierung

. Dies hat mit, herauszufinden, das Alter der alten Dinge zu tun.

Wenn Sie ein einzelnes Atom eines radioaktiven Isotops U-238, zum Beispiel sehen könnten, würden Sie nicht in der Lage sein, vorherzusagen, wann diese bestimmte Atom zerfallen könnte. Es könnte eine Millisekunde dauern, oder es könnte ein Jahrhundert dauern. Es gibt einfach keine Möglichkeit zu sagen.

Aber wenn Sie eine ausreichend große Probe haben, beginnt ein Muster entstehen. Es dauert eine gewisse Zeit, für die Hälfte der Atome in einer Probe zu zerfallen. Es nimmt dann die gleiche Menge an Zeit für die Hälfte der verbleibenden radioaktiven Atome zerfallen, und die gleiche Menge an Zeit für die Hälfte der radioaktiven Atome verbleibenden abklingen, und so weiter. Dieser Vorgang wird in der folgenden Tabelle dargestellt.

Halbwertszeit Zerfall eines radioaktiven Isotops

Halbwertzeit	Prozent der radioaktiven Isotop Rest
0	100,00
1	50.00
2	25.00
3	12.50
4	6.25
5	3.12
6	1.56
7	0,78
8	0,39
9	0,19
10	0,09

Die Menge an Zeit, die für eine Hälfte einer Probe abklingt wird genannt Halbwertzeit des Isotops, und es ist das Symbol gegeben:

Es ist wichtig, dass die Halbwertszeit Zerfall radioaktiver Isotope zu erkennen, ist nicht linear. Zum Beispiel können Sie die verbleibende Menge eines Isotops als 7,5 Halbwerts finden, indem Sie den Mittelpunkt zwischen 7 und 8 Halb Leben zu finden. Dieser Zerfall ist ein Beispiel für einen exponentiellen Abfall, in der Abbildung unten gezeigt.

Sicherer Umgang mit radioaktiven Stoffen

Das Wissen um die Halbwertszeit ist wichtig, weil es Ihnen ermöglicht, zu bestimmen, wann eine Probe von radioaktivem Material sicher zu handhaben. Die Regel ist, dass eine Probe sicher ist, wenn seine Radioaktivität unterhalb der Nachweisgrenze gesunken ist. Und das geschieht bei 10 Halbwertzeiten.

Also, wenn radioaktivem Jod-131 (die eine Halbwertszeit von 8 Tagen hat) in den Körper injiziert wird Schilddrüsenkrebs zu behandeln, wird es sein, # 147-weg # 148- in 10 Halbwertszeit oder 80 Tage.

Dieses Zeug ist wichtig zu wissen, wenn radioaktive Isotope wie medizinische Tracer verwenden, die in den Körper aufgenommen werden Ärzte zu ermöglichen, einen Weg zu verfolgen oder eine Blockade, oder bei Krebsbehandlungen finden. Sie müssen aktiv lang genug sein, um den Zustand zu behandeln, aber sie sollten auch kurz genug, Halbwertszeit haben, damit sie nicht verletzen gesunden Zellen und Organen.

Radioaktive Datierung

Radioaktive Dating ist hilfreich für das Alter der alten Dinge herauszufinden. Kohlenstoff-14 (C-14), ein radioaktives Isotop von Kohlenstoff wird in der oberen Atmosphäre durch kosmische Strahlung erzeugt. Die primäre kohlenstoffhaltigen Verbindung in der Atmosphäre Kohlendioxid und eine sehr geringe Menge an Kohlendioxid enthält C-14.

Pflanzen absorbieren C-14 bei der Photosynthese, also C-14 in die Zellstruktur der Pflanzen aufgenommen wird. Die Pflanzen werden dann von den Tieren, so dass C-14 ein Teil der Zellstruktur aller Lebewesen gegessen.

Solange ein Organismus am Leben ist, bleibt die Menge von C-14 in seiner Zellstruktur konstant. Aber wenn der Organismus stirbt, beginnt die Menge an C-14 zu verringern. Wissenschaftler wissen, die Halbwertszeit von C-14 (5730 Jahre), so können sie herausfinden, wie lange vor der Organismus gestorben.

Kohlenstoff-14-Datierung kann nur dann verwendet werden, um das Alter von etwas zu bestimmen, die einmal am Leben war. Es kann nicht das Alter eines Mondgestein oder einem Meteoriten zu bestimmen, verwendet werden. Für nonliving Substanzen verwenden Wissenschaftler anderen Isotopen, wie Kalium-40.