Η Γη και η ατμόσφαιρά της εκτίθενται συνεχώς σε ραδιενεργούς βομβαρδισμούς από ρεύματα στοιχειωδών σωματιδίων από το διαστρικό διάστημα. Διεισδύοντας στην ανώτερη ατμόσφαιρα, τα σωματίδια διασπούν τα άτομα εκεί, απελευθερώνοντας πρωτόνια και νετρόνια, καθώς και μεγαλύτερες ατομικές δομές. Τα άτομα αζώτου στον αέρα απορροφούν νετρόνια και απελευθερώνουν πρωτόνια. Αυτά τα άτομα έχουν, όπως και πριν, μάζα 14, αλλά έχουν λιγότερο θετικό φορτίο. τώρα η χρέωση τους είναι έξι. Έτσι, το αρχικό άτομο αζώτου μετατρέπεται σε ραδιενεργό ισότοπο άνθρακα:

όπου τα n, N, C και p αντιπροσωπεύουν νετρόνιο, άζωτο, άνθρακα και πρωτόνιο, αντίστοιχα.

Ο σχηματισμός νουκλεϊδίων ραδιενεργού άνθρακα από το ατμοσφαιρικό άζωτο υπό την επίδραση των κοσμικών ακτίνων συμβαίνει με μέσο ρυθμό περίπου. 2,4 at./s για κάθε τετραγωνικό εκατοστό της επιφάνειας της γης. Οι αλλαγές στην ηλιακή δραστηριότητα μπορεί να προκαλέσουν ορισμένες διακυμάνσεις σε αυτήν την τιμή.

Επειδή ο άνθρακας-14 είναι ραδιενεργός, είναι ασταθής και σταδιακά μετατρέπεται στα άτομα αζώτου-14 από τα οποία σχηματίστηκε. κατά τη διαδικασία ενός τέτοιου μετασχηματισμού, απελευθερώνει ένα ηλεκτρόνιο - ένα αρνητικό σωματίδιο, το οποίο καθιστά δυνατή την καταγραφή αυτής της ίδιας της διαδικασίας.

Ο σχηματισμός ατόμων ραδιοάνθρακα υπό την επίδραση των κοσμικών ακτίνων συμβαίνει συνήθως στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας σε υψόμετρα από 8 έως 18 km. Όπως ο κανονικός άνθρακας, ο ραδιενεργός άνθρακας οξειδώνεται στον αέρα για να σχηματίσει ραδιενεργό διοξείδιο (διοξείδιο του άνθρακα). Υπό την επίδραση του ανέμου, η ατμόσφαιρα αναμειγνύεται συνεχώς και τελικά το ραδιενεργό διοξείδιο του άνθρακα, που σχηματίζεται υπό την επίδραση των κοσμικών ακτίνων, κατανέμεται ομοιόμορφα στο διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας. Ωστόσο, η σχετική περιεκτικότητα σε ραδιοάνθρακα 14 C στην ατμόσφαιρα παραμένει εξαιρετικά χαμηλή - περίπου. 1,2 ґ10 –12 g ανά γραμμάριο συνηθισμένου άνθρακα 12 C.

Ραδιοάνθρακας σε ζωντανούς οργανισμούς.

Όλοι οι φυτικοί και ζωικοί ιστοί περιέχουν άνθρακα. Τα φυτά το παίρνουν από την ατμόσφαιρα, και δεδομένου ότι τα ζώα τρώνε φυτά, το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται επίσης έμμεσα στο σώμα τους. Έτσι, οι κοσμικές ακτίνες είναι η πηγή ραδιενέργειας για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς.

Ο θάνατος στερεί από τη ζωντανή ύλη την ικανότητα να απορροφά ραδιενεργό άνθρακα. Στους νεκρούς οργανικούς ιστούς, συμβαίνουν εσωτερικές αλλαγές, συμπεριλαμβανομένης της διάσπασης των ατόμων ραδιοάνθρακα. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, πάνω από 5730 χρόνια, το ήμισυ του αρχικού αριθμού των 14 νουκλεϊδίων C μετατρέπεται σε 14 άτομα Ν. Αυτό το χρονικό διάστημα ονομάζεται χρόνος ημιζωής 14 C. Μετά από έναν άλλο χρόνο ημιζωής, η περιεκτικότητα σε νουκλεΐδια 14 C είναι μόνο Το 1/4 του αρχικού τους αριθμού, μετά την επόμενη περίοδο ημιζωής – 1/8, κ.λπ. Ως αποτέλεσμα, η περιεκτικότητα του ισοτόπου 14 C στο δείγμα μπορεί να συγκριθεί με την καμπύλη ραδιενεργής διάσπασης και έτσι να καθοριστεί η χρονική περίοδος που έχει παρέλθει από τον θάνατο του οργανισμού (ο αποκλεισμός του από τον κύκλο του άνθρακα). Ωστόσο, για έναν τέτοιο προσδιορισμό της απόλυτης ηλικίας ενός δείγματος, είναι απαραίτητο να υποθέσουμε ότι η αρχική περιεκτικότητα σε 14 C σε οργανισμούς τα τελευταία 50.000 χρόνια (πόρος χρονολόγησης με ραδιοάνθρακα) δεν έχει υποστεί αλλαγές. Στην πραγματικότητα, ο σχηματισμός του 14 C υπό την επίδραση των κοσμικών ακτίνων και η απορρόφησή του από τους οργανισμούς άλλαξε κάπως. Ως αποτέλεσμα, η μέτρηση της περιεκτικότητας σε ισότοπο 14 C ενός δείγματος παρέχει μόνο μια κατά προσέγγιση ημερομηνία. Για να ληφθούν υπόψη τα αποτελέσματα των αλλαγών στην αρχική περιεκτικότητα σε 14 C, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δενδροχρονολογικά δεδομένα για την περιεκτικότητα σε 14 C σε δακτυλίους δέντρων.

Η μέθοδος χρονολόγησης με ραδιενεργό άνθρακα προτάθηκε από τον W. Libby (1950). Μέχρι το 1960, η χρονολόγηση με ραδιενεργό άνθρακα είχε αποκτήσει ευρεία αποδοχή, τα εργαστήρια ραδιοανθράκων είχαν δημιουργηθεί σε όλο τον κόσμο και ο Λίμπι είχε βραβευτεί με το Νόμπελ Χημείας.

Μέθοδος.

Το δείγμα που προορίζεται για χρονολόγηση με ραδιενεργό άνθρακα θα πρέπει να συλλέγεται χρησιμοποιώντας απολύτως καθαρά όργανα και να φυλάσσεται στεγνό σε αποστειρωμένη πλαστική σακούλα. Απαιτούνται ακριβείς πληροφορίες σχετικά με την τοποθεσία και τις συνθήκες επιλογής.

Ένα ιδανικό δείγμα ξύλου, κάρβουνου ή υφάσματος πρέπει να ζυγίζει περίπου 30 g. Για τα κοχύλια, είναι επιθυμητό βάρος 50 g και για οστά - 500 g (οι πιο πρόσφατες τεχνικές, ωστόσο, καθιστούν δυνατό τον προσδιορισμό της ηλικίας από πολύ μικρότερα δείγματα) . Κάθε δείγμα πρέπει να καθαρίζεται επιμελώς από παλαιότερους και νεότερους ρύπους που περιέχουν άνθρακα, για παράδειγμα, από ρίζες φυτών που αναπτύσσονται αργότερα ή από θραύσματα αρχαίων ανθρακικών πετρωμάτων. Ο προκαθαρισμός του δείγματος ακολουθείται από χημική επεξεργασία στο εργαστήριο. Ένα όξινο ή αλκαλικό διάλυμα χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση ξένων ορυκτών που περιέχουν άνθρακα και διαλυτής οργανικής ύλης που μπορεί να έχουν διεισδύσει στο δείγμα. Μετά από αυτό, τα οργανικά δείγματα καίγονται και τα κελύφη διαλύονται σε οξύ. Και οι δύο αυτές διαδικασίες έχουν ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση αερίου διοξειδίου του άνθρακα. Περιέχει όλο τον άνθρακα στο καθαρισμένο δείγμα και μερικές φορές μετατρέπεται σε άλλη ουσία κατάλληλη για χρονολόγηση με ραδιενεργό άνθρακα.

Η παραδοσιακή μέθοδος απαιτεί πολύ λιγότερο ογκώδη εξοπλισμό. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε ένας μετρητής που καθόριζε τη σύνθεση του αερίου και ήταν κατ' αρχήν παρόμοιος με έναν μετρητή Geiger. Ο μετρητής γεμίστηκε με διοξείδιο του άνθρακα ή άλλο αέριο (μεθάνιο ή ακετυλένιο) που ελήφθη από το δείγμα. Οποιαδήποτε ραδιενεργή αποσύνθεση που εμφανίζεται στο εσωτερικό της συσκευής παράγει έναν ασθενή ηλεκτρικό παλμό. Η ενέργεια της περιβαλλοντικής ακτινοβολίας υποβάθρου συνήθως ποικίλλει ευρέως, σε αντίθεση με την ακτινοβολία που προκαλείται από τη διάσπαση των 14 C, η ενέργεια της οποίας είναι συνήθως κοντά στο κατώτερο όριο του φάσματος υποβάθρου. Η πολύ ανεπιθύμητη αναλογία τιμών φόντου προς δεδομένα 14 C μπορεί να βελτιωθεί απομονώνοντας τον μετρητή από την εξωτερική ακτινοβολία. Για το σκοπό αυτό, ο πάγκος καλύπτεται με σίτες από σίδηρο ή μόλυβδο υψηλής καθαρότητας πάχους πολλών εκατοστών. Επιπλέον, τα τοιχώματα του ίδιου του μετρητή θωρακίζονται από μετρητές Geiger που βρίσκονται ο ένας κοντά στον άλλο, οι οποίοι, καθυστερώντας όλη την κοσμική ακτινοβολία, απενεργοποιούν τον ίδιο τον μετρητή που περιέχει το δείγμα για περίπου 0,0001 δευτερόλεπτα. Η μέθοδος διαλογής μειώνει το σήμα φόντου σε μερικές αποσυνθέσεις ανά λεπτό (ένα δείγμα ξύλου 3 g που χρονολογείται από τον 18ο αιώνα δίνει ~40 διασπάσεις των 14 C ανά λεπτό), γεγονός που καθιστά δυνατή τη χρονολόγηση αρκετά αρχαίων δειγμάτων.

Από το 1965 περίπου, η μέθοδος του υγρού σπινθηρισμού έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη στη χρονολόγηση. Μετατρέπει το ανθρακούχο αέριο που παράγεται από το δείγμα σε υγρό που μπορεί να αποθηκευτεί και να εξεταστεί σε ένα μικρό γυάλινο δοχείο. Στο υγρό προστίθεται μια ειδική ουσία - ένας σπινθηριστής - που είναι φορτισμένος με την ενέργεια των ηλεκτρονίων που απελευθερώνονται κατά τη διάσπαση των ραδιονουκλεϊδίων 14 C. Ο σπινθηριστής σχεδόν αμέσως εκπέμπει τη συσσωρευμένη ενέργεια με τη μορφή αναλαμπές κυμάτων φωτός. Το φως μπορεί να συλληφθεί χρησιμοποιώντας ένα σωλήνα φωτοπολλαπλασιαστή. Ένας μετρητής σπινθηρισμού περιέχει δύο τέτοιους σωλήνες. Ένα ψευδές σήμα μπορεί να εντοπιστεί και να εξαλειφθεί, καθώς αποστέλλεται μόνο από ένα ακουστικό. Οι σύγχρονοι μετρητές σπινθηρισμού έχουν πολύ χαμηλή, σχεδόν μηδενική, ακτινοβολία υποβάθρου, επιτρέποντας χρονολόγηση δειγμάτων ηλικίας έως και 50.000 ετών με υψηλή ακρίβεια.

Η μέθοδος σπινθηρισμού απαιτεί προσεκτική προετοιμασία του δείγματος επειδή ο άνθρακας πρέπει να μετατραπεί σε βενζόλιο. Η διαδικασία ξεκινά με μια αντίδραση μεταξύ διοξειδίου του άνθρακα και λιωμένου λιθίου για να σχηματιστεί καρβίδιο του λιθίου. Προστίθεται νερό λίγο λίγο στο καρβίδιο και αυτό διαλύεται, απελευθερώνοντας ακετυλένιο. Το αέριο αυτό, που περιέχει όλο τον άνθρακα του δείγματος, μετατρέπεται υπό την επίδραση καταλύτη σε διαφανές υγρό - βενζόλιο. Η ακόλουθη αλυσίδα χημικών τύπων δείχνει πώς ο άνθρακας μεταφέρεται από τη μια ένωση στην άλλη σε αυτή τη διαδικασία:

Όλοι οι προσδιορισμοί ηλικίας που λαμβάνονται από εργαστηριακές μετρήσεις των 14 C ονομάζονται ημερομηνίες ραδιοάνθρακα. Δίνονται στον αριθμό των ετών πριν από τη σημερινή ημέρα (BP) και η στρογγυλή σύγχρονη ημερομηνία (1950 ή 2000) λαμβάνεται ως σημείο εκκίνησης. Οι ημερομηνίες ραδιοάνθρακα δίνονται πάντα με ένδειξη πιθανού στατιστικού σφάλματος (για παράδειγμα, 1760 ± 40 BP).

Εφαρμογή.

Συνήθως, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι για τον προσδιορισμό της ηλικίας ενός συμβάντος, ειδικά εάν πρόκειται για ένα σχετικά πρόσφατο συμβάν. Η ηλικία ενός μεγάλου, καλά διατηρημένου δείγματος μπορεί να προσδιοριστεί εντός δέκα ετών, αλλά η επαναλαμβανόμενη ανάλυση του δείγματος απαιτεί αρκετές ημέρες. Συνήθως το αποτέλεσμα λαμβάνεται με ακρίβεια 1% της καθορισμένης ηλικίας.

Η σημασία της χρονολόγησης με ραδιενεργό άνθρακα αυξάνεται ιδιαίτερα όταν δεν υπάρχουν ιστορικά δεδομένα. Στην Ευρώπη, την Αφρική και την Ασία, τα πρώτα ίχνη του πρωτόγονου ανθρώπου εκτείνονται πέρα ​​από τα χρονικά όρια της χρονολόγησης με ραδιενεργό άνθρακα, δηλ. αποδεικνύεται ότι είναι άνω των 50.000 ετών. Ωστόσο, τα αρχικά στάδια της οργάνωσης της κοινωνίας και των πρώτων μόνιμων οικισμών, καθώς και η εμφάνιση αρχαίων πόλεων και κρατών, εμπίπτουν στο πεδίο της ραδιοχρονολόγησης με άνθρακα.

Η χρονολόγηση με ραδιενεργό άνθρακα ήταν ιδιαίτερα επιτυχημένη στην ανάπτυξη ενός χρονοδιαγράμματος για πολλούς αρχαίους πολιτισμούς. Χάρη σε αυτό, είναι πλέον δυνατό να συγκριθεί η πορεία ανάπτυξης των πολιτισμών και των κοινωνιών και να προσδιοριστεί ποιες ομάδες ανθρώπων ήταν οι πρώτες που κατέκτησαν ορισμένα εργαλεία, δημιούργησαν έναν νέο τύπο οικισμού ή άνοιξαν μια νέα εμπορική οδό.

Ο προσδιορισμός της ηλικίας με ραδιοάνθρακα έχει γίνει καθολικός. Μετά το σχηματισμό στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, τα ραδιονουκλίδια 14 C διεισδύουν σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Τα ρεύματα αέρα και οι αναταράξεις στα χαμηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας διασφαλίζουν την παγκόσμια κατανομή του ραδιοάνθρακα. Περνώντας σε ρεύματα αέρα πάνω από τον ωκεανό, οι 14 C εισέρχονται πρώτα στο επιφανειακό στρώμα του νερού και στη συνέχεια διεισδύουν στα βαθιά στρώματα. Στις ηπείρους, η βροχή και το χιόνι φέρνουν 14 C στην επιφάνεια της γης, όπου συσσωρεύεται σταδιακά σε ποτάμια και λίμνες, καθώς και σε παγετώνες, όπου μπορεί να επιμείνει για χιλιάδες χρόνια. Η μελέτη των συγκεντρώσεων ραδιοάνθρακα σε αυτά τα περιβάλλοντα προσθέτει στη γνώση μας για τον κύκλο του νερού στους ωκεανούς του κόσμου και το κλίμα των προηγούμενων εποχών, συμπεριλαμβανομένης της τελευταίας εποχής των παγετώνων. Η χρονολόγηση με ραδιενεργό άνθρακα των υπολειμμάτων δέντρων που κόπηκαν από τον προχωρημένο παγετώνα έδειξε ότι η πιο πρόσφατη ψυχρή περίοδος στη Γη τελείωσε πριν από περίπου 11.000 χρόνια.

Τα φυτά απορροφούν ετησίως διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου και τα ισότοπα 12 C, 13 C και 14 C υπάρχουν στα φυτικά κύτταρα σε περίπου την ίδια αναλογία με αυτά που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα. Τα άτομα 12 C και 13 C περιέχονται στην ατμόσφαιρα σε σχεδόν σταθερές αναλογίες, αλλά η ποσότητα του ισοτόπου 14 C κυμαίνεται ανάλογα με την ένταση του σχηματισμού του. Τα στρώματα ετήσιας ανάπτυξης, που ονομάζονται δακτύλιοι δέντρων, αντικατοπτρίζουν αυτές τις διαφορές. Η συνεχής αλληλουχία των ετήσιων δακτυλίων ενός μόνο δέντρου μπορεί να εκτείνεται για 500 χρόνια στη βελανιδιά και περισσότερα από 2.000 χρόνια στο κοκκινόξυλο και το πεύκο τριχωτή. Στις άνυδρες ορεινές περιοχές των βορειοδυτικών Ηνωμένων Πολιτειών και στους τυρφώνες της Ιρλανδίας και της Γερμανίας, ανακαλύφθηκαν ορίζοντες με κορμούς νεκρών δέντρων διαφορετικών ηλικιών. Αυτά τα ευρήματα μας επιτρέπουν να συνδυάσουμε πληροφορίες σχετικά με τις διακυμάνσεις της συγκέντρωσης των 14 C στην ατμόσφαιρα για σχεδόν 10.000 χρόνια. Ο σωστός προσδιορισμός της ηλικίας των δειγμάτων κατά την εργαστηριακή έρευνα εξαρτάται από τη γνώση της συγκέντρωσης των 14 C κατά τη διάρκεια της ζωής του οργανισμού. Τα τελευταία 10.000 χρόνια, τέτοια δεδομένα έχουν συλλεχθεί και παρουσιάζονται συνήθως με τη μορφή καμπύλης βαθμονόμησης που δείχνει τη διαφορά μεταξύ του επιπέδου των 14 C της ατμόσφαιρας το 1950 και στο παρελθόν. Η απόκλιση μεταξύ των ημερομηνιών ραδιοάνθρακα και των βαθμονομημένων ημερομηνιών δεν υπερβαίνει τα ±150 έτη για το διάστημα μεταξύ του 1950 μ.Χ. και 500 π.Χ Για πιο αρχαίους χρόνους, αυτή η απόκλιση αυξάνεται και, με ηλικία ραδιενεργού άνθρακα 6000 ετών, φτάνει τα 800 χρόνια. δείτε επίσηςΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ

Η ραδιενεργή διάσπαση είναι ένα τυχαίο γεγονός στη «ζωή» ενός ατόμου, θα μπορούσε κανείς να πει ένα ατύχημα. Ας προσπαθήσουμε, βάσει αυτής της πολύ γενικής θεώρησης, να εξαγάγουμε έναν νόμο σύμφωνα με τον οποίο η συγκέντρωση των ραδιενεργών ατόμων πρέπει να αλλάζει με το χρόνο.

Αφήστε κάποια στιγμή tη συγκέντρωση του ραδιενεργού ισοτόπου ήταν ίση με Π(t), και μετά από λίγο ο Δ tέγινε ίσος Π(t+Δ t). Είναι σαφές ότι κατά τη διάρκεια του χρόνου Δ tκατέρρευσε Π(t) – Π(t+Δ t) άτομα.

Εάν η ραδιενεργή διάσπαση είναι μια τυχαία διαδικασία, τότε είναι πολύ λογικό να υποθέσουμε ότι ο αριθμός των διασπάσεων σε χρόνο D tθα είναι μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση των ατόμων Π(t) και όσο μεγαλύτερη είναι η χρονική περίοδος D t:

Π(t) – Π(t+Δ t) ~ Π(t) × Δ t

Π(t) – Π(t+Δ t) = λ Π(t)ΡΕ t, (1)

όπου l είναι ο συντελεστής αναλογικότητας. Είναι σαφές ότι κάθε ισότοπο έχει τον δικό του συντελεστή: εάν το ισότοπο διασπάται γρήγορα, τότε ο συντελεστής l είναι μεγάλος, εάν διασπάται αργά, τότε είναι μικρός.

Ας ξαναγράψουμε την ισότητα (1) με τη μορφή:

Π(t+Δ t) – Π(t) = –l Π(t)ΡΕ t. (2)

Τώρα ας σκηνοθετήσουμε το Δ tστο μηδέν και σημειώστε ότι Π(t+Δ t) – Π(t) - Αυτό αύξηση της συνάρτησης n(t) στο χρόνο Δ t, παίρνουμε:

Έχουμε λάβει μια διαφορική εξίσωση. Είναι σαφές ότι αν την αρχική στιγμή η συγκέντρωση του ισοτόπου ήταν ίση με Π 0, λοιπόν Π(0) = = Π 0 . Ας «μαντέψουμε» τη λύση της εξίσωσης (3):

Π(t) = Π 0 μι– λ t. (4)

Ας ελέγξουμε αντικαθιστώντας την έκφραση (4) στην εξίσωση (3):

λ.χ.: ( Π 0 μι– λ t)¢ = Π 0 μι– λ t(-μεγάλο);

σελ.: –λ Π 0 μι– λ t.

Είναι προφανές ότι η αριστερή πλευρά είναι πανομοιότυπα ίση με τη δεξιά, επιπλέον, ικανοποιείται και η αρχική συνθήκη:

Π(0) = Π 0 μι– l × 0 = Π 0 μι 0 = Π 0×1 = Π 0 .

Λοιπόν, έχουμε τον νόμο της διάσπασης των ραδιοκυμάτων:

Π(t) = Π 0 μι– λ t. (25.1)

Η ποσότητα l ονομάζεται σταθερά ραδιενεργού διάσπασης.

Ημιζωή

Κατά τη μελέτη της ραδιενεργού διάσπασης, αντί της σταθεράς διάσπασης ως χαρακτηριστικό του ρυθμού της διεργασίας, χρησιμοποιείται συχνά μια άλλη τιμή - ημιζωή.

Ημιζωή Τείναι ο χρόνος κατά τον οποίο διασπάται το ήμισυ της αρχικής ποσότητας ενός δεδομένου ραδιενεργού ισοτόπου. Ας βρούμε μια σύνδεση μεταξύ Τκαι εγώ.

Ας χρησιμοποιήσουμε το μαθηματικό γεγονός ότι για οποιονδήποτε αριθμό ΕΝΑη ισότητα είναι αληθινή.

Πράγματι,

ln ε α = ένα ln μι = ένα×1 = έναΚαι .

Στη συνέχεια ξαναγράφουμε τον τύπο (25.1) στη φόρμα

.

Ας εισάγουμε τη σημειογραφία

Αν αντικαταστήσουμε την τιμή στον τύπο (25.3) t = Τ, παίρνουμε

.

Έτσι, είναι ο χρόνος ημιζωής ενός δεδομένου ισοτόπου.

Πρέπει να ειπωθεί ότι οι χρόνοι ημιζωής διαφορετικών ισοτόπων μπορούν να λάβουν πολύ διαφορετικές τιμές. Για παράδειγμα:

92 U 238 (a-decay): Τ= 4,5×10 9 έτη;

94 Pu 239 (a-decay): Τ= 24400 χρόνια;

89 Ra 236 (a-decay): Τ= 1600 χρόνια;

91 Ac 233 (b – -decay): Τ= 27 ημέρες;

90 Th 233 (b – -decay): Τ= 22 λεπτά.

Υπάρχουν ισότοπα με χρόνο ημιζωής δέκα χιλιοστά του δευτερολέπτου (μερικά ισότοπα πολώνιου 84 Po).

Πρόβλημα 25.2.Το ραδιενεργό ισότοπο του άνθρακα σε ένα παλιό κομμάτι ξύλου είναι 0,0416 φορές η μάζα αυτού του ισοτόπου στα ζωντανά φυτά. Πόσο χρονών είναι αυτό το κομμάτι ξύλο; Ο χρόνος ημιζωής του ισοτόπου είναι 5570 χρόνια.

τότε η μάζα αλλάζει σύμφωνα με τον ίδιο νόμο με τη συγκέντρωση

Μ(t) = Μ 0 . (1)

Ας εκφράσουμε από την εξίσωση (1) το άγνωστο t.

ρωτάει η Ναταλία
Απαντήθηκε από Elena Titova, 26/04/2013

Η Ναταλία ρωτά: «Πες μου, σε παρακαλώ, τι γίνεται με την ανάλυση ραδιοανθράκων, η οποία χρονολογεί τα ευρήματα σε μια εποχή πολύ μεγαλύτερη από τη βιβλική εποχή της γης;»

Χαιρετισμούς, Ναταλία!

Οι ραδιομετρικές μέθοδοι, συμπεριλαμβανομένης της χρονολόγησης με ραδιενεργό άνθρακα, για τον προσδιορισμό των ηλικιών των αρχαιολογικών και παλαιοντολογικών ευρημάτων έχουν κολοσσιαία σφάλματα λόγω πολλών υποθέσεων που δεν μπορούν να επαληθευτούν. Επομένως, τέτοιες μέθοδοι είναι ένα πολύ αμφίβολο εργαλείο στα χέρια των ερευνητών.

Μάθετε περισσότερα για τη χρονολόγηση με ραδιενεργό άνθρακα, η οποία ισχύει μόνο για ευρήματα που κάποτε ήταν ζωντανοί οργανισμοί. Η μέθοδος βασίζεται στα ακόλουθα. Στην ατμόσφαιρα, ο ραδιενεργός άνθρακας (C-14) σχηματίζεται από άτομα αζώτου υπό την επίδραση της κοσμικής ακτινοβολίας. Σε αντίθεση με τον κανονικό άνθρακα (C-12), το C-14 είναι ραδιενεργό, που σημαίνει ότι είναι ασταθές και αργά διασπάται σε άζωτο. Και οι δύο μορφές άνθρακα περιλαμβάνονται στο διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το οποίο εισέρχεται στους ζωντανούς οργανισμούς μέσω της φωτοσύνθεσης. Η αναλογία C-14 και C-12 είναι περίπου η ίδια τόσο στην ατμόσφαιρα όσο και στη βιόσφαιρα. Μετά το θάνατο του οργανισμού, το C-14 σε αποσύνθεση δεν αντικαθίσταται πλέον από άνθρακα από το εξωτερικό περιβάλλον και η αναλογία του σταδιακά μειώνεται. Γνωρίζοντας την αναλογία C-14 και C-12 επί του παρόντος, την ίδια αναλογία στο υπό μελέτη δείγμα, καθώς και τον ρυθμό αποσύνθεσης (ο χρόνος ημιζωής του ραδιενεργού άνθρακα, δηλαδή ο χρόνος κατά τον οποίο η ποσότητα του το στοιχείο έχει μειωθεί στο μισό - είναι 5730 χρόνια), μπορούμε να προσδιορίσουμε τα ηλικιακά ευρήματα. Πιστεύεται ότι εάν, για παράδειγμα, στο υπό μελέτη δείγμα αυτή η αναλογία είναι η μισή από ό,τι σε ένα σύγχρονο, τότε το δείγμα είναι περίπου 5.730 ετών, αν είναι τέσσερις φορές μικρότερο, τότε 11.460 ετών κ.λπ. , οι σύγχρονες μέθοδοι μπορούν να μετρήσουν τις συγκεντρώσεις άνθρακα-14 σε δείγματα όχι παλαιότερα των 50 χιλιάδων ετών.

Ωστόσο, εδώ υπάρχει ένα σοβαρό πρόβλημα. Το γεγονός είναι ότι η μείωση της αναλογίας ραδιενεργού άνθρακα στα δείγματα που μελετήθηκαν μπορεί να αποδοθεί αποκλειστικά στη διάσπασή του μόνο εάν η αναλογία C-14 και C-12 είναι η ίδια τόσο για τις σύγχρονες συνθήκες όσο και για την αρχαία εποχή. Εάν η αναλογία ραδιενεργού άνθρακα εκείνη την μακρινή στιγμή ήταν χαμηλότερη, τότε είναι αδύνατο να προσδιοριστεί τι προκάλεσε τη χαμηλή αναλογία C-14 και C-12 στο υπό μελέτη δείγμα - τη διάσπαση του ραδιενεργού άνθρακα ή, επιπλέον, τη μικρή αρχική ποσότητα C-14. Οι ερευνητές λοιπόν κάνουν την εξής αυθαίρετη υπόθεση: η αναλογία C-14 προς C-12 ήταν πάντα η ίδια και σταθερή. Η χαμηλή αναλογία C-14 προς C-12 στα ευρήματα γίνεται αντιληπτή αποκλειστικά ως αποτέλεσμα της διάσπασης του ραδιενεργού άνθρακα. Υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι το μερίδιο του C-14 ήταν στην πραγματικότητα χαμηλότερο στην προκατακλυσμιαία εποχή (στην ατμόσφαιρα και τη βιόσφαιρα) λόγω της παρουσίας ενός κελύφους νερού πάνω από την ατμόσφαιρα και ενός ισχυρότερου μαγνητικού πεδίου που έλεγχε την κοσμική ακτινοβολία. Είναι σαφές ότι η ανάλυση ραδιοάνθρακα υπερεκτιμά πολύ την ηλικία των ευρημάτων σε αυτή την περίπτωση: εξάλλου, όσο χαμηλότερο είναι το επίπεδο άνθρακα-14 σε αυτά, τόσο περισσότερος χρόνος πιστεύεται ότι έχει περάσει από την αρχή της αποσύνθεσης του στοιχείου.

Επιπλέον, η μέθοδος προϋποθέτει σταθερό ρυθμό διάσπασης (δεν το γνωρίζουμε αυτό στην πραγματικότητα) και επίσης ότι το C-14 δεν εισήχθη στα δείγματα από έξω (επίσης δεν το γνωρίζουμε). Υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την ισορροπία και των δύο μορφών άνθρακα, για παράδειγμα, η συνολική ποσότητα άνθρακα στην ατμόσφαιρα και τη βιόσφαιρα μειώθηκε μετά τον Κατακλυσμό, επειδή αμέτρητες ποσότητες ζώων και φυτών θάφτηκαν και μετατράπηκαν σε απολιθώματα, λάδι, άνθρακα, και αέριο.

Όπως μπορείτε να δείτε, η μέθοδος χρονολόγησης με ραδιενεργό άνθρακα είναι μια εξίσωση με πολλά άγνωστα, γεγονός που καθιστά αυτήν την ανάλυση ακατάλληλη για έρευνα. Θα δώσω παραδείγματα της «ακρίβειάς» του. Η μέθοδος έδειξε ότι οι φώκιες που μόλις είχαν σκοτωθεί πέθαναν πριν από 1.300 χρόνια. Η εποχή της Σινδόνης του Τορίνο, στην οποία τυλίχθηκε το σώμα του Χριστού μετά τη σταύρωση, χρονολογείται από τον 14ο αιώνα. Ταυτόχρονα, το γεγονός της παρουσίας του C-14 σε απολιθωμένα κατάλοιπα που πιστεύεται ότι είναι εκατομμυρίων ετών αποκλείει σαφώς αυτή την ηλικία, καθώς ο ραδιοάνθρακας θα είχε διασπαστεί εδώ και πολλά εκατομμύρια χρόνια.

τις ευλογίες του Θεού!

Διαβάστε περισσότερα για το θέμα «Δημιουργία»:

120. Κατά τη διάσπαση του 94 Pu 239 → 92 U 235 + 2 He 4, απελευθερώνεται ενέργεια, το μεγαλύτερο μέρος της οποίας είναι η κινητική ενέργεια των σωματιδίων α. 0,09 meV μεταφέρεται από ακτίνες γ που εκπέμπονται από πυρήνες ουρανίου. Προσδιορίστε την ταχύτητα των α-σωματιδίων, m P u =±239,05122 amu, m U = 235,04299 amu, m A, = 4,00260 amu.

121. Κατά τη διαδικασία της σχάσης, ο πυρήνας του ουρανίου διασπάται σε δύο μέρη, η συνολική μάζα των οποίων είναι μικρότερη από την αρχική μάζα του πυρήνα κατά περίπου 0,2 της υπόλοιπης μάζας ενός πρωτονίου. Πόση ενέργεια απελευθερώνεται όταν ένας πυρήνας ουρανίου διασπάται;

123. Προσδιορίστε τον αριθμό των ατόμων ουρανίου 92 U 238 που διασπάστηκαν κατά τη διάρκεια του έτους, εάν η αρχική μάζα του ουρανίου είναι 1 kg. Υπολογίστε τη σταθερά διάσπασης του ουρανίου.

124. Υπολογίστε τον αριθμό των ατόμων ραδονίου που διασπάστηκαν κατά τη διάρκεια της πρώτης ημέρας, αν η αρχική μάζα του ραδονίου είναι 1 g. Υπολογίστε τη σταθερά διάσπασης του ουρανίου.

125. Στο ανθρώπινο σώμα, το 0,36 της μάζας είναι κάλιο. Το ραδιενεργό ισότοπο του καλίου 19 K 40 αποτελεί το 0,012% της συνολικής μάζας του καλίου. Ποια είναι η δραστηριότητα του καλίου εάν το άτομο ζυγίζει 75 κιλά; Ο χρόνος ημιζωής του είναι 1,42 * 10 8 χρόνια.

126. 100 g ραδιενεργής ουσίας βρίσκονται στη ζυγαριά. Μετά από πόσες ημέρες μια ζυγαριά με ευαισθησία 0,01 g θα δείξει την απουσία ραδιενεργής ουσίας; Ο χρόνος ημιζωής της ουσίας είναι 2 ημέρες.

127. Σε δύο ημέρες, η ραδιενέργεια του παρασκευάσματος ραδονίου μειώθηκε κατά 1,45 φορές. Προσδιορίστε τον χρόνο ημιζωής.

128. Προσδιορίστε τον αριθμό των ραδιενεργών πυρήνων σε ένα φρεσκοπαρασκευασμένο παρασκεύασμα 53 J 131, εάν είναι γνωστό ότι μετά από μια ημέρα η δραστηριότητά του έγινε 0,20 Curie. Ο χρόνος ημιζωής του ιωδίου είναι 8 ημέρες.

129. Η σχετική αναλογία ραδιενεργού άνθρακα 6 C 14 σε ένα παλιό κομμάτι ξύλου είναι 0,0416 της αναλογίας του σε ζωντανά φυτά. Πόσο χρονών είναι αυτό το κομμάτι ξύλο; Ο χρόνος ημιζωής του 6 C 14 είναι 5570 χρόνια.

130. Διαπιστώθηκε ότι σε ένα ραδιενεργό παρασκεύασμα συμβαίνουν 6,4 * 10 8 πυρηνικές διασπάσεις ανά λεπτό. Προσδιορίστε τη δράση αυτού του φαρμάκου.

131. Ποιο κλάσμα του αρχικού αριθμού των πυρήνων των 38 Sg 90 παραμένει μετά από 10 και 100 χρόνια, διασπάται σε μια μέρα, σε 15 χρόνια; Χρόνος ημιζωής 28 χρόνια

132. Υπάρχουν 26 * 10 6 άτομα ραδίου. Πόσα από αυτά θα υποστούν ραδιενεργό διάσπαση σε μια μέρα, αν ο χρόνος ημιζωής του ραδίου είναι 1620 χρόνια;

133. Η κάψουλα περιέχει 0,16 mol του ισοτόπου 94 Pu 238. Ο χρόνος ημιζωής του είναι 2,44*10 4 χρόνια. Προσδιορίστε τη δραστηριότητα του πλουτωνίου.

134 Υπάρχει παρασκεύασμα ουρανίου με δραστικότητα 20,7 * 10 6 διασπορά/s. Προσδιορίστε τη μάζα του ισοτόπου 92 U 235 στο παρασκεύασμα με χρόνο ημιζωής 7,1 * 10 8 χρόνια.

135. Πώς θα αλλάξει η δραστηριότητα του φαρμάκου κοβαλτίου σε 3 χρόνια; Χρόνος ημιζωής 5,2 χρόνια.

136. Μια κάψουλα μολύβδου περιέχει 4,5 * 10 18 άτομα ραδίου. Προσδιορίστε τη δραστηριότητα του ραδίου εάν ο χρόνος ημιζωής του είναι 1620 χρόνια.

137. Πόσος χρόνος χρειάζεται για να διασπαστεί το 80% των ατόμων του ραδιενεργού ισοτόπου του χρωμίου 24 Cr 51 αν ο χρόνος ημιζωής του είναι 27,8 ημέρες;

138. Η μάζα του ραδιενεργού ισοτόπου νατρίου 11 Na 25 είναι 0,248*10 -8 kg. Χρόνος ημιζωής 62 s. Ποια είναι η αρχική δράση του φαρμάκου και η δράση του μετά από 10 λεπτά;

139. Πόση ραδιενεργή ουσία παραμένει μετά από μία ή δύο ημέρες, αν στην αρχή υπήρχε 0,1 κιλό; Ο χρόνος ημιζωής της ουσίας είναι 2 ημέρες.

140. Η δραστικότητα ενός παρασκευάσματος ουρανίου με αριθμό μάζας 238 είναι 2,5 * 10 4 διασπορά/δευτερόλεπτα, η μάζα του σκευάσματος είναι 1 g. Βρείτε τον χρόνο ημιζωής.

141. Τι κλάσμα ατόμων ενός ραδιενεργού ισοτόπου
90 Th 234, που έχει χρόνο ημιζωής 24,1 ημέρες, διασπάται -
σε 1 δευτερόλεπτο, σε μια μέρα, σε ένα μήνα;

142. Ποιο κλάσμα ατόμων του ραδιενεργού ισοτόπου συν-
Το balta διασπάται σε 20 ημέρες εάν ο χρόνος ημιζωής του είναι
ναι 72 μέρες;

143 Πόσος χρόνος χρειάζεται για ένα παρασκεύασμα με σταθερή δραστηριότητα 8,3*10 6 διάσπαση/δευτερόλεπτα για να διασπάσει 25*10 8 πυρήνες;

144. Να βρείτε τη δραστηριότητα 1 μg βολφραμίου 74 W 185 του οποίου ο χρόνος ημιζωής είναι 73 ημέρες

145. Πόσες πυρηνικές διασπάσεις ανά λεπτό συμβαίνουν σε ένα παρασκεύασμα του οποίου η δραστηριότητα είναι 1,04 * 10 8 διασπορά/s;

146. Ποιο κλάσμα της αρχικής ποσότητας ραδιενεργού ουσίας παραμένει αδιάσπαστο μετά από 1,5 χρόνο ημιζωής;

147. Ποιο κλάσμα της αρχικής ποσότητας ενός ραδιενεργού ισοτόπου διασπάται κατά τη διάρκεια ζωής αυτού του ισοτόπου;

148. Ποια είναι η δραστηριότητα του ραδονίου που σχηματίζεται από 1 g ραδίου σε μία ώρα; Ο χρόνος ημιζωής του ραδίου είναι 1620 χρόνια, το ραδόνιο είναι 3,8 ημέρες.

149. Ένα συγκεκριμένο ραδιενεργό φάρμακο έχει σταθερά διάσπασης 1,44*10 -3 h -1. Πόσος χρόνος χρειάζεται για να διασπαστεί το 70% του αρχικού αριθμού ατόμων 7;

150. Να βρείτε την ειδική δραστηριότητα του τεχνητά λαμβανόμενου ραδιενεργού ισοτόπου του στροντίου 38 Sg 90. Ο χρόνος ημιζωής του είναι 28 χρόνια.

151. Μπορεί ένας πυρήνας πυριτίου να μετατραπεί σε πυρήνα;
αλουμίνιο, εκτοξεύοντας έτσι ένα πρωτόνιο; Γιατί;

152. Κατά τον βομβαρδισμό αλουμινίου 13 Al 27 α -
ο φώσφορος 15 P 30 σχηματίζεται από σωματίδια. Γράψτε αυτή την αντίδραση και
υπολογίστε την ενέργεια που απελευθερώνεται.

153. Όταν ένα πρωτόνιο συγκρούεται με έναν πυρήνα βηρυλίου,
η πυρηνική αντίδραση 4 Be 9 + 1 P 1 → 3 Li 6 + α συνέβη. Βρείτε την ενέργεια της αντίδρασης.

154. Να βρείτε τη μέση ενέργεια δέσμευσης ανά
ανά 1 νουκλεόνιο, σε πυρήνες 3 Li 6, 7 N 14.

155. Όταν οι πυρήνες φθορίου βομβαρδίζονται με 9 πρωτόνια F 19, σχηματίζεται οξυγόνο x O 16. Πόση ενέργεια απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης και ποιοι πυρήνες σχηματίζονται;

156. Βρείτε την ενέργεια που απελευθερώνεται στην ακόλουθη πυρηνική αντίδραση 4 Ве 9 + 1 Н 2 → 5 В 10 + 0 n 1

157. Ισότοπο ραδίου με μαζικό αριθμό 226 μετατράπηκε σε ισότοπο μολύβδου με μαζικό αριθμό 206. Πόσες διασπάσεις α και β συνέβησαν στην περίπτωση αυτή;

158. Δίνονται τα αρχικά και τα τελικά στοιχεία τεσσάρων οικογενειών ραδιενεργών:

92 U 238 → 82 Pb 206

90 Th 232 → 82 Pb 207

92 U 235 → 82 Pb 207

95 πμ 241 → 83 Bi 209

Πόσοι α και β μετασχηματισμοί έγιναν σε κάθε οικογένεια;

159. Να βρείτε την ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο στον πυρήνα του ατόμου οξυγόνου 8 O 16.

160. Βρείτε την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια μιας πυρηνικής αντίδρασης:

1 H 2 + 1 H 2 → 1 H 1 + 1 H 3

161. Ποια ενέργεια θα απελευθερωθεί όταν σχηματιστεί 1 g ηλίου 2 He 4 από πρωτόνια και νετρόνια;

162. Σε τι μετατρέπεται το ισότοπο θορίου 90 Th 234, του οποίου οι πυρήνες υφίστανται τρεις διαδοχικές α-διασπάσεις;

163. Συμπληρώστε τις πυρηνικές αντιδράσεις:

h Li b + 1 P 1 →?+ 2 He 4;

13 A1 27 + o n 1 →?+ 2 Όχι 4

164. Ο πυρήνας ουρανίου 92 U 235, έχοντας συλλάβει ένα νετρόνιο, μια φορά
χωρίζεται σε δύο θραύσματα, απελευθερώνοντας δύο νετρόνια. Ένα από τα θραύσματα αποδείχθηκε ότι ήταν ένας πυρήνας ξένον 54 Xe 140. Ποιο είναι το δεύτερο θραύσμα; Γράψτε την εξίσωση της αντίδρασης.

165. Υπολογίστε την ενέργεια δέσμευσης του πυρήνα του ηλίου 2 He 3.

166. Βρείτε την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια μιας πυρηνικής αντίδρασης:

20 Ca 44 + 1 P 1 → 19 K 41 +α

167. Γράψτε τα σύμβολα που λείπουν στα παρακάτω
κοινές πυρηνικές αντιδράσεις:

1 Р 1 →α+ 11 Nа 22

13 Al 27 + 0 p 1 →α+...

168. Προσδιορίστε την ειδική ενέργεια δέσμευσης της τριτίνης,

169. Αλλαγή μάζας κατά το σχηματισμό του 7 N 15 πυρήνα
ισούται με 0,12396 π.μ. Προσδιορίστε τη μάζα ενός ατόμου

170 Να βρείτε την ενέργεια δέσμευσης πυρήνων 1 H 3 και 2 He 4. Ποιος από αυτούς τους πυρήνες είναι ο πιο σταθερός;

171 Όταν το λίθιο 3 Li 7 βομβαρδίζεται με πρωτόνια, παράγεται ήλιο. Γράψτε αυτή την αντίδραση. Πόση ενέργεια απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης;

172. Βρείτε την ενέργεια που απορροφήθηκε κατά την αντίδραση:

7 N 14 + 2 He 4 → 1 P 1 + ?

173. Υπολογίστε την ενέργεια δέσμευσης του πυρήνα του ηλίου 2 He 4.

174. Βρείτε την ενέργεια που απελευθερώνεται στην ακόλουθη πυρηνική αντίδραση:

3 Li 7 + 2 He 4 → 5 V 10 + o n 1

175. Συμπληρώστε τις πυρηνικές αντιδράσεις:

1 Р 1 → 11 Nа 22 + 2 He 4, 25 Mn 55 + ?→ 27 Co 58 + 0 n 1

176. Να βρείτε την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια των παρακάτω
πυρηνική αντίδραση.

з Li 6 + 1 Н 2 →2α

177. Οι πυρήνες του ισοτόπου 90 Th 232 υφίστανται διάσπαση α, δύο διασπάσεις β και άλλη μια διάσπαση α. Τι πυρήνες λαμβάνετε μετά από αυτό;

178 Προσδιορίστε την ενέργεια δέσμευσης του πυρήνα του δευτερίου.

179. Ο πυρήνας του ισοτόπου 83 Bi 211 ελήφθη από έναν άλλο πυρήνα μετά από μία α-διάσπαση και μία β-διάσπαση. Τι είδους πυρήνας είναι αυτός;

180. Ποιο ισότοπο σχηματίζεται από το ραδιενεργό θόριο 90 Th 232 ως αποτέλεσμα 4 α-διασπάσεων και 2 β-διασπάσεων;

181. Σε ένα ραδιενεργό φάρμακο με σταθερά διάσπασης λ=0,0546 έτη -1, σε=36,36% των πυρήνων του αρχικού τους αριθμού διασπάστηκε. Προσδιορίστε τον χρόνο ημιζωής, τον μέσο χρόνο ζωής. Πόσος χρόνος χρειάστηκε για να διασπαστούν οι πυρήνες;

182. Ο χρόνος ημιζωής μιας ραδιενεργής ουσίας είναι 86 χρόνια. Πόσος χρόνος θα χρειαστεί για να αποσυντεθεί το 43,12% του αρχικού αριθμού πυρήνων; Να προσδιορίσετε τη σταθερά διάσπασης λ και η μέση διάρκεια ζωής ενός ραδιενεργού πυρήνα.

183. Σε ένα χρόνο, το 64,46% των πυρήνων της αρχικής τους ποσότητας ραδιενεργού φαρμάκου αποσυντέθηκε. Προσδιορίστε τη μέση διάρκεια ζωής και ημιζωή.

184. Η μέση διάρκεια ζωής μιας ραδιενεργής ουσίας είναι τ=8266,6 χρόνια. Προσδιορίστε το χρόνο κατά τον οποίο το 51,32% των πυρήνων από τον αρχικό τους αριθμό διασπάται, χρόνος ημιζωής, σταθερά διάσπασης.

185. Σε μια ραδιενεργή ουσία με σταθερά διάσπασης λ=0,025 έτη -1, το 52,76% των πυρήνων του αρχικού τους αριθμού διασπάστηκε. Πόσο κράτησε ο χωρισμός; Ποια είναι η μέση διάρκεια ζωής των πυρήνων;

186. Προσδιορίστε τη δραστηριότητα μάζας 0,15 μg με χρόνο ημιζωής 3,8 ημέρες μετά από δύο ημέρες. Αναλύστε την εξάρτηση A =f(t)

187. Ο χρόνος ημιζωής του βισμούθου (83 Bi 210) είναι 5
ημέρες. Ποια είναι η δραστηριότητα αυτού του φαρμάκου των 0,25 mcg μετά από 24 ώρες; Ας υποθέσουμε ότι όλα τα άτομα του ισοτόπου είναι ραδιενεργά.

188. Ισότοπο 82 Ru 210 έχει χρόνο ημιζωής 22 χρόνια. Προσδιορίστε τη δραστηριότητα αυτού του ισοτόπου βάρους 0,25 μg μετά από 24 ώρες;

189. Ροή θερμικών νετρονίων που διέρχεται από το αλουμίνιο
απόσταση d= 79,4 εκ., εξασθενημένο τρεις φορές. Καθορίζω
αποτελεσματικές διατομές για την αντίδραση σύλληψης νετρονίων από έναν πυρήνα ατόμου
ma αλουμινίου: Πυκνότητα αλουμινίου ρ=2699 kg/m.

190. Η ροή νετρονίων εξασθενεί κατά 50 φορές αφού διανύσει μια απόσταση d σε πλουτώνιο, της οποίας η πυκνότητα είναι ρ = 19860 kg/m3. Προσδιορίστε d εάν η αποτελεσματική διατομή για σύλληψη από έναν πυρήνα πλουτωνίου είναι σ = 1025 μπάρες.

191. Πόσες φορές εξασθενεί η ροή των θερμικών νετρονίων αφού διανύσουμε απόσταση d=6 cm σε ζιρκόνιο, αν η πυκνότητα του ζιρκονίου είναι ρ = 6510 kg/m 3, και η αποτελεσματική διατομή της αντίδρασης σύλληψης είναι σ = 0,18 μπάρες.

192. Προσδιορίστε τη δραστηριότητα του 85 Ra 228 με χρόνο ημιζωής 6,7 χρόνια μετά από 5 χρόνια, εάν η μάζα του φαρμάκου είναι m = 0,4 μg και όλα τα άτομα του ισοτόπου είναι ραδιενεργά.

193. Πόσος χρόνος χρειάστηκε για να αποσυντεθεί το 44,62% ​​του αρχικού αριθμού πυρήνων, αν ο χρόνος ημιζωής είναι m=17,6 χρόνια. Προσδιορίστε τη σταθερά διάσπασης λ, τη μέση διάρκεια ζωής ενός ραδιενεργού πυρήνα.

194. Προσδιορίστε την ηλικία ενός αρχαιολογικού ευρήματος από ξύλο εάν η ισοτοπική δραστηριότητα του δείγματος είναι το 80% του δείγματος από φρέσκα φυτά. Ο χρόνος ημιζωής είναι 5730 χρόνια.

195. Υγρό κάλιο ρ= 800 κιλά !Μαποδυναμώνει τη ροή νετρονίων κατά το ήμισυ. Προσδιορίστε την αποτελεσματική διατομή για την αντίδραση σύλληψης νετρονίων από τον πυρήνα ενός ατόμου καλίου εάν η ροή νετρονίων διέρχεται απόσταση d = 28,56 cm σε υγρό κάλιο.

196. Προσδιορίστε την ηλικία του αρχαίου ιστού εάν είναι ενεργός
Η περιεκτικότητα σε ισότοπο του δείγματος είναι 72% δραστικότητα
δείγμα από φρέσκα φυτά. Χρόνος ημιζωής Τ=5730 έτη.

197. Να γράψετε σε πλήρη μορφή την εξίσωση της πυρηνικής αντίδρασης (ρ,α) 22 Na. Προσδιορίστε την ενέργεια που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα μιας πυρηνικής αντίδρασης.

198. Το ουράνιο, του οποίου η πυκνότητα είναι ρ = 18950 kg/m 2, εξασθενεί τη ροή των θερμικών νετρονίων κατά 2 φορές με πάχος στρώματος d = 1,88 εκ. Προσδιορίστε την αποτελεσματική διατομή για την αντίδραση σύλληψης νετρονίων από έναν πυρήνα ουρανίου

199. Προσδιορίστε τη δραστηριότητα του ισοτόπου 89 Ac 225 με χρόνο ημιζωής Τ = 10 ημέρες μετά από χρόνο t = 30 ημέρες, εάν η αρχική μάζα του φαρμάκου είναι m = 0,05 μg.

200. Προσδιορίστε την ηλικία ενός αρχαιολογικού ευρήματος από ξύλο εάν η δραστηριότητα 6 C 14 του δείγματος είναι το 10% της δραστηριότητας του δείγματος από φρέσκα φυτά. Χρόνος ημιζωής Τ=5730 έτη.

201. Προσδιορίστε το πάχος της στιβάδας υδραργύρου εάν η ροή νετρονίων, έχοντας περάσει από αυτή τη ροή, είναι εξασθενημένη κατά 50 φορές, η αποτελεσματική διατομή για την αντίδραση σύλληψης νετρονίων από έναν πυρήνα σ = 38 αχυρώνας, πυκνότητα υδραργύρου ρ = 13546 kg/m 3.

202. Το ισότοπο 81 Tℓ 207 έχει χρόνο ημιζωής T = 4,8 εκατομμύρια. Ποια είναι η δραστηριότητα αυτού του ισοτόπου που ζυγίζει 0,16 μg μετά το χρόνο t = 5 εκατομμύρια. Ας υποθέσουμε ότι όλα τα άτομα του ισοτόπου Tℓ 207 ραδιενεργός.

203. Πόσοι πυρήνες από την αρχική τους ποσότητα ύλης διασπώνται σε 5 χρόνια, αν η σταθερά διάσπασης λ = 0,1318 έτη -1. Προσδιορίστε τον χρόνο ημιζωής, τη μέση διάρκεια ζωής των πυρήνων.

204. Προσδιορίστε τη δραστηριότητα του 87 Fr 221 βάρους 0,16 μg με χρόνο ημιζωής T = 4,8 εκατομμύρια μετά από χρόνο t = 5 min. Αναλύστε την εξάρτηση της δραστηριότητας από τη μάζα (A=f(m)).

205. Ο χρόνος ημιζωής του ισοτόπου άνθρακα 6 C 14 T = 5730 χρόνια, η δραστηριότητα του ξύλου για το ισότοπο 6 C 14 είναι 0,01% της δραστηριότητας δειγμάτων από φρέσκα φυτά. Προσδιορίστε την ηλικία του ξύλου.

206. Ροή νετρονίων που διέρχεται από θείο (ρ = 2000 kg/m 3.)
απόσταση d=37,67 cm εξασθενεί κατά 2 φορές. Καθορίζω
αποτελεσματική διατομή για την αντίδραση σύλληψης νετρονίων από έναν πυρήνα ατόμου
μα θειο.

207. Σύγκριση της δράσης των φαρμάκων 89 Ac 227 και 82 Рb 210εάν οι μάζες του φαρμάκου είναι m=0,16 μg, μετά από 25 χρόνια. Οι χρόνοι ημιζωής των ισοτόπων είναι οι ίδιοι και ίσοι με 21,8 χρόνια.

208. Σε μια ραδιενεργή ουσία, το 49,66% των πυρήνων του αρχικού τους αριθμού διασπάστηκε σε t=300 ημέρες. Προσδιορίστε τη σταθερά διάσπασης, τον χρόνο ημιζωής και τη μέση διάρκεια ζωής του ισοτόπου πυρήνα.

209. Αναλύστε την εξάρτηση της δραστηριότητας του ραδιενεργού ισοτόπου 89 Ac 225από τη μάζα μετά από t = 30 ημέρες, εάν ο χρόνος ημιζωής είναι T = 10 ημέρες. Πάρτε την αρχική μάζα του ισοτόπου, αντίστοιχα, m 1 = 0,05 μg, m 2 = 0,1 μg, m 3 = 0,15 μg.

210. Το ιρίδιο εξασθενεί τη ροή των θερμικών νετρονίων προς τα μέσα
2 φορές. Προσδιορίστε το πάχος του στρώματος ιριδίου εάν η πυκνότητά του
ity ρ=22400 kg/m 3, και η αποτελεσματική διατομή αντίδρασης για
σύλληψη νετρονίων από πυρήνα ιριδίου σ=430 αχυρώνα

ΜΟΣΧΑ, 3 Ιουνίου - RIA Novosti.Τα αυξημένα επίπεδα ραδιενεργού άνθρακα-14 στους δακτυλίους ανάπτυξης δύο ιαπωνικών κέδρων μπορεί να υποδηλώνουν ότι η Γη βομβαρδίστηκε από κοσμικές ακτίνες το 774-775 μ.Χ., λένε οι φυσικοί σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.

Τα δέντρα και άλλα είδη βλάστησης αντιδρούν πολύ ευαίσθητα στις παραμικρές αλλαγές στις συνθήκες διαβίωσης - αύξηση ή μείωση της θερμοκρασίας, της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας και άλλων παραγόντων. Όλα αυτά τα γεγονότα αντανακλώνται στο σχήμα και το πάχος των ετήσιων δακτυλίων - στρώσεων ξύλου στον κορμό, που σχηματίζονται κατά την καλλιεργητική περίοδο. Πιστεύεται ότι οι σκούροι δακτύλιοι αντιστοιχούν σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες και οι φωτεινοί δακτύλιοι αντιστοιχούν σε ευνοϊκούς.

Μια ομάδα φυσικών με επικεφαλής τον Fusa Miyake από το Πανεπιστήμιο Nagoya (Ιαπωνία) εξέτασε τους δακτυλίους ανάπτυξης δύο αρχαίων ιαπωνικών κέδρων για να προσδιορίσει την ακριβή ημερομηνία της «επιδρομής» των κοσμικών ακτίνων στη Γη, η οποία υποτίθεται ότι συνέβη μεταξύ 750 και 820 μ.Χ.

Όπως εξηγούν οι φυσικοί, επεισόδια παρατεταμένου «βομβαρδισμού» από σωματίδια εξωγήινης προέλευσης συνήθως συνοδεύονται από αύξηση της αναλογίας του βαριού και ραδιενεργού ισοτόπου άνθρακα-14 στο ξύλο και στους μαλακούς ιστούς των φυτών.

Καθοδηγούμενοι από αυτή την ιδέα, οι φυσικοί χώρισαν τα λεπτά κομμάτια δύο ιαπωνικών κέδρων που φύτρωναν στη χώρα του ανατέλλοντος ηλίου κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα σε ξεχωριστούς δακτυλίους ανάπτυξης.

Στη μία περίπτωση, χρησιμοποίησαν κομμάτια ξύλου για να υπολογίσουν τις ετήσιες διακυμάνσεις του άνθρακα-14 μεταξύ 770 και 779 μ.Χ., και στη δεύτερη, τα χρησιμοποίησαν για να παρατηρήσουν αλλαγές στη μέση συγκέντρωση ενός βαριού ισοτόπου άνθρακα για κάθε δύο χρόνια μεταξύ 750 και 820 μ.Χ.

Και στις δύο περιπτώσεις, οι επιστήμονες κατέγραψαν μια απότομη αύξηση στην αναλογία ραδιογενούς άνθρακα στους δακτυλίους που χρονολογούνται από το 774 και το 775 μ.Χ. Σύμφωνα με αυτούς, αυτή η αιχμή συγκέντρωσης δεν μπορεί να εξηγηθεί από τις εποχιακές διακυμάνσεις στην ισχύ της ηλιακής ακτινοβολίας, καθώς ο άνθρακας-14 στους δακτυλίους 774 και 775 ήταν περίπου 20 φορές περισσότερο από ό,τι στα στρώματα ξύλου που σχηματίστηκαν κατά την αυξημένη ηλιακή δραστηριότητα.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτό το συμπέρασμα είναι σε καλή συμφωνία με τα αποτελέσματα των μελετών της Ανταρκτικής. Έτσι, σε δείγματα χιονιού των 774 και 775, που ελήφθησαν από τον σταθμό Fuji Dome της Ανταρκτικής, καταγράφηκε παρόμοια κορυφή στη συγκέντρωση ενός άλλου «κοσμικού» στοιχείου - του βηρυλλίου-10.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η πηγή των κοσμικών ακτίνων θα μπορούσε να ήταν ένας ισχυρός σουπερνόβα που εξερράγη σε σχετικά κοντινή απόσταση - 6,5 χιλιάδες έτη φωτός - από το ηλιακό σύστημα. Ένας άλλος πιθανός λόγος για αυτό θα μπορούσε να είναι μια «σούπερ έκλαμψη» στον Ήλιο με ισχύ αρκετές δεκάδες φορές μεγαλύτερη από την τυπική ισχύ των ηλιακών εκλάμψεων.