Физика, закон радиоактивного распада Сколько ядер распадётся за 1 секунду из миллиарда ядер изотопа йода. Период полураспада равен 8 суткам

17 Янв в 19:40
18 +1
0
Ответы
1

Закон радиоактивного распада можно описать с помощью уравнения:

N(t)=N0⋅e−λt N(t) = N_0 \cdot e^{-\lambda t} N(t)=N0 eλt

где:

N(t) N(t) N(t) — количество оставшихся ядер в момент времени t t t,N0 N_0 N0 — начальное количество ядер,λ \lambda λ — коэффициент распада,t t t — время.

Коэффициент распада λ \lambda λ можно вычислить из периода полураспада T1/2 T_{1/2} T1/2 :

λ=ln⁡(2)T1/2 \lambda = \frac{\ln(2)}{T_{1/2}} λ=T1/2 ln(2)

Для изотопа йода T1/2=8 T_{1/2} = 8 T1/2 =8 суток. Сначала переведем это значение в секунды:

T1/2=8 суток×24 часа/сутки×3600 секунд/час=691200 секунд T_{1/2} = 8 \text{ суток} \times 24 \text{ часа/сутки} \times 3600 \text{ секунд/час} = 691200 \text{ секунд} T1/2 =8 суток×24 часа/сутки×3600 секунд/час=691200 секунд

Теперь вычислим λ \lambda λ:

λ=ln⁡(2)691200≈1.0×10−6 с−1 \lambda = \frac{\ln(2)}{691200} \approx 1.0 \times 10^{-6} \text{ с}^{-1} λ=691200ln(2) 1.0×106 с1

Теперь найдем количество ядер, которые распадутся за 1 секунду из N0=109 N_0 = 10^9 N0 =109 ядер.

Изменение количества ядер за малый интервал времени dt dt dt описывается уравнением:

dN=−λN⋅dt dN = -\lambda N \cdot dt dN=λNdt

Для dt=1 dt = 1 dt=1 секунда:

dN=−λN0 dN = -\lambda N_0 dN=λN0 dN=−1.0×10−6⋅109 dN = -1.0 \times 10^{-6} \cdot 10^9 dN=1.0×106109 dN≈−1000 dN \approx -1000 dN1000

Таким образом, за 1 секунду распадется примерно 1000 ядер из миллиарда ядер изотопа йода.

17 Янв в 19:44
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир