Emivita dell'uranio: caratteristiche principali e applicazione

Studiando il fenomeno della radioattività, ogni scienziatosi riferisce a una caratteristica così importante di esso come un'emivita. Come sapete, la legge del decadimento radioattivo afferma che ogni secondo nel mondo v'è una disgregazione di atomi, e la caratteristica quantitativa di questi processi è direttamente collegato con il numero di atomi. Se un certo periodo di tempo decadrà metà di tutti il ​​numero disponibile di atomi, ½ decadimento delle restanti atomi richiede la stessa quantità di tempo. Questo periodo di tempo è chiamato il periodo di emivita. Diversi elementi è diverso - da millesimi di millisecondi a miliardi di anni, come, ad esempio, nel caso in cui si tratta di periodo pro-life di uranio.

Uranio, come il più pesante di tutti esistente inlo stato naturale degli elementi sulla Terra, è in generale l'oggetto più bello per lo studio del processo di radioattività. Questo elemento fu scoperto nel 1789 dallo scienziato tedesco M. Klaproth, che gli diede il nome in onore del pianeta Urano appena scoperto. Il fatto che l'uranio sia radioattivo è stato accidentalmente stabilito alla fine del 19 ° secolo dal chimico francese A. Becquerel.

L'emivita dell'uranio è calcolata con la stessa formula di periodi simili di altri elementi radioattivi:

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

dove "au" è la durata media dell'atomo, "lambda" è la costante di decadimento di base. Poiché ln 2 è approssimativamente 0.7, l'emivita è solo il 30% più breve della media della vita media dell'atomo.

Nonostante il fatto che ad oggi, gli scienziatiSono noti 14 isotopi di uranio, in natura si trovano solo tre: uranio-234, uranio-235 e uranio-238. L'emivita dell'uranio è diversa: per l'U-234 è "solo" 270 mila anni, e l'emivita dell'uranio-238 supera i 4,5 miliardi. L'emivita dell'uranio 235 è nel "centro d'oro" - 710 milioni di anni.

Va notato che la radioattività dell'uranio inle condizioni naturali sono abbastanza elevate e consentono, ad esempio, di accendere le lastre fotografiche in appena un'ora. Allo stesso tempo, va notato che in tutti gli isotopi di uranio solo l'U-235 è adatto per riempire una bomba nucleare. Il fatto è che l'emivita dell'uranio-235 in condizioni industriali è meno intensa delle sue "controparti" e quindi l'emissione di neutroni non necessari è minima qui.

L'emivita dell'uranio-238 è significativasupera i 4 miliardi di anni, ma ora è attivamente utilizzato nell'industria nucleare. Quindi, al fine di lanciare una reazione a catena nella fissione di nuclei pesanti di questo elemento, è necessaria una quantità significativa di energia di neutroni. L'uranio-238 è usato come protezione nell'apparato di fissione e sintesi. Tuttavia, la maggior parte dell'uranio 238 prodotto viene utilizzato per la sintesi del plutonio utilizzato nelle armi nucleari.

La durata dell'emivita degli scienziati dell'uraniosono usati per calcolare l'età dei singoli minerali e corpi celesti nel loro complesso. L'orologio uranio è un meccanismo abbastanza universale per questo tipo di calcoli. Allo stesso tempo, per calcolare l'età in modo più o meno accurato, è necessario conoscere non solo la quantità di uranio in queste o quelle rocce, ma anche il rapporto tra uranio e piombo come prodotto finale in cui i nuclei di uranio vengono convertiti.

C'è un altro modo per calcolare rocce e minerali,è collegato alla cosiddetta fissione spontanea dei nuclei di uranio. Come è noto, come risultato della fissione spontanea dell'uranio in condizioni naturali, le sue particelle con forza colossale bombardano le sostanze vicine, lasciando dietro di sé tracce speciali - tracce.

È dal numero di queste tracce, sapendo allo stesso tempol'emivita dell'uranio, gli scienziati, e concludono sull'età di un corpo solido - che si tratti di una razza antica o di un vaso relativamente "giovane". Il fatto è che l'età dell'oggetto è direttamente proporzionale all'indice quantitativo degli atomi di uranio i cui nuclei lo hanno bombardato.