Poločas uranu: hlavní vlastnosti a použití

Při studiu fenoménu radioaktivity se každý vědec oslovuje tak důležitou vlastností jako poločas. Jak víte, zákon o radioaktivním rozkladu říká, že každou sekundu na světě dochází k úbytku atomů, zatímco kvantitativní charakteristiky těchto procesů jsou přímo spojeny s počtem dostupných atomů. Pokud se po určitou dobu rozpadne polovina dostupného počtu atomů, rozpad frac12- ze zbývajících atomů bude vyžadovat stejné množství času. Tato doba se nazývá poločas rozpadu. U různých prvků se liší - od tisíně milisekundů až po miliardy let, například pokud jde o poločas uranu.

Uran, jako nejtěžší ze všech prvků v přirozeném stavu na Zemi, je obecně nejkrásnějším objektem pro studium procesu radioaktivity. Tento prvek objevil již v roce 1789 německý vědec M. Klaproth, který mu dal jméno na počest nově objevené planety Uran. Skutečnost, že uran je radioaktivní, byl náhodně založen na konci 19. století francouzským chemikem A. Becquerelem.

Poločas rozpadu uran se vypočítá podle stejného vzorce jako obdobné doby jiných radioaktivních prvků:

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

kde "au" je průměrná doba života atomu, "lambda" je základní rozpadová konstanta. Protože ln 2 je přibližně 0,7, poločas je v průměru jen o 30% kratší než celková životnost atomu.

Navzdory skutečnosti, že vědci dnes vědí 14 izotopů uranu, v přírodě jsou jen tři: uran 234, uran 235 a uran 238. Poločas rozpadu uran je odlišný: u U-234 je "pouze" 270 tisíc let a poločas uranu-238 přesahuje 4,5 miliardy. Poločas uranu-235 je v "zlatém středu" - 710 milionů let.

Je třeba poznamenat, že radioaktivita uranu v přírodních podmínkách je poměrně vysoká a umožňuje například osvětlení fotografických desek během pouhé hodiny. Současně je třeba poznamenat, že u všech izotopů uranu je U-235 vhodný pouze pro výrobu náplní jaderná bomba. Věc je, že poločas uranu-235 v průmyslových podmínkách je méně intenzivní než jeho "protějšky", a proto je výstup zbytečných neutronů zde minimální.

Poločas uranu-238 je více než 4 miliardy let, ale nyní se aktivně používá v jaderném průmyslu. Takže za účelem zahájení řetězové reakce při štěpení těžkých jader tohoto prvku je zapotřebí značného množství neutronové energie. Uran-238 se používá jako ochrana v zařízení štěpení a syntézy. Většina vyrobeného uranu-238 se však používá k syntéze plutonia používaného v jaderných zbraních.

Délka poločasu uranu používá vědci k výpočtu věku jednotlivých minerálů a nebeských těles jako celku. Hodiny uranu jsou pro tento druh výpočtů zcela univerzální. Ve stejnou dobu je třeba, aby věk byl vypočten více či méně přesně, je třeba znát nejen množství uranu v těchto nebo těchto horninách, ale také poměr uranu a olova jako konečného produktu, do kterého se převádějí jádra uranu.

Existuje jiný způsob výpočtu hornin a minerálů, je spojen s tzv. Spontánním štěpení jader uranu. Jak je známo, v důsledku spontánního štěpení uranu v přírodních podmínkách jeho částice s kolosální silou bombardují blízké látky a zanechávají stopy.

Podle počtu těchto stop, vědců současně s poločasem uranu, se vědci shodují na věku pevného těla - ať už je to starověké plemeno nebo relativně "mladá" váza. Věc je, že věk předmětu je přímo úměrný kvantitativnímu indexu atomů uranu, jejichž jádra ji bombardovali.