Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вольхин В.В. -> "Общая химия. Избранные главы" -> 117

Общая химия. Избранные главы - Вольхин В.В.

Вольхин В.В. Общая химия. Избранные главы: Учебное пособие — Перм.гос.техн. ун-т. - Пермь, 2002. — 352 c.
ISBN 5-88151-282-0
Скачать (прямая ссылка): obshaya_himiya.pdf
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 155 >> Следующая

Пример 5.10. Радионуклид Ra имеет период полураспада 1\/2ф- 1600 годам. Установлено, что биологический период полувыведения для радионуклида радия /|/2(б)= 55 годам. Вычислим величину /эфф , т.е. эффективный период воздействия излучения на организм человека.
Решение. Для вычисления величины /эфф применим формулу
_ *1/2(ф) **1/2(б) эфф , .
1/2(ф) *1/2(б)
Результаты расчета:
1600 лет-55 лет
/.,,ы. =-= 53,2 года.
т 1600 лет+ 55 лет
Ответ: за счет распада поглощенного радионуклида 2Ц Ra организм человека может подвергаться облучению в течение не менее 53,2 года.
272
В. В. Вольхин. Общая химия
5.6. Применение радиоактивных изотопов
Современные приборы позволяют фиксировать даже единичные акты радиоактивного распада, и поэтому существует возможность надежно оперировать с минимальными количествами радионуклидов. Внешние условия не влияют на величины констант распада (и периодов полураспада), вследствие чего последние являются важной характеристикой каждого радионуклида. Химические свойства радиоактивных и стабильных изотопов одного и того же элемента практически одинаковы, их можно смешивать, и при химических реакциях они остаются неразделимыми. Все это открывает уникальные возможности для практического использования радионуклидов.
Определение возраста. С помощью радионуклидов определяют возраст природных минералов, ископаемых остатков организмов, археологических материалов и других объектов. Ознакомимся с методикой определения возраста, ориентируясь на конкретные типы объектов.
Для определения возраста археологических материалов используют методику, предусматривающую анализ распада радионуклида 1J1C (излучение ? "", /|/2 = 5730 годам). Радионуклид '4C постоянно образуется в атмосфере в результате бомбардировки ядер 'JN космическими нейтронами:
M7N+ [п -ч> ,46С+ |Н.
Концентрация радионуклида 'J1 С в атмосфере сохранялась постоянной в течение, по крайней мере, многих предыдущих веков. Нуклиды 1J1C и 1JC в форме CO2 поглощались растениями и через них - животными. Соотношение этих нуклидов в живых тканях также было постоянным, оно характеризуется радиоактивностью 15,3 ±0,1 распада в минуту на грамм углерода. После отмирания живого организма прекращается обмен изотопами углерода между твердым веществом и атмосферой, и уровень радиоактивности материала за счет распада радионуклида углерода начинает понижаться, что связано с реакцией
1J1C-» 1JN+ ?- + v.
По прошествии времени определяют радиоактивность материала, что позволяет вычислить его возраст /. Величину t вычисляют по формуле (5.12)
In-^- = -kt,

где N0 - радиоактивность углеродного материала, находящегося в равновесии с атмосферой, N - радиоактивность подобного материала, возраст которого после отмирания необходимо определить.
Эта методика наиболее приемлема для исследования археологических материалов, возраст которых находится в интервале 1000 ... 10000 лет.
Для определения возраста природных минералов используются другие виды радионуклидов:
Ядерные реакции
273
" Rb -> "J Sr + ? " + v, t\i2 = 4,7-109 лет; 4JK+>-» 4JAr, Ui2= 1,28•1O9лет;
2J2 U -» 2J2 Pb (ряд последовательных распадов), /1Iz2 - 4,51 • 109 лет.
Отметим некоторые особенности методик определения возраста минералов, основанных на использовании указанных радионуклидов. Радионуклид Rb содержится в некоторых минералах, например в слюде. При образовании минерала наступает момент, когда его твердофазное состояние оформляется и обмен атомов с внешней средой практически прекращается. Распад нуклида "Rb приводит к накоплению в минерале нуклида.' Sr, который является стабильным. Если исходить из того, что нуклида Sr в исходном минерале не было, то по результатам анализа минерала в современном состоянии определяют содержание (число атомов) нуклида " Rb -это величина N1 и общее содержание (число атомов) нуклидов Rb и JJ Sr -
это величина N0. Принимается во внимание, что один атом Sr соответствует одному атому Rb, распавшемуся за период существования минерала.
Радионуклид 4JK испытывает по меньшей мере два типа распада с образованием
JjCa и 4JAr (см. раздел 5.1). Но нуклид 2JCa часто встречается в природных минералах и имеет разное происхождение, а нуклид 4JAr образуется только непосредственно в затвердевшем минерале за счет распада нуклида 4J К. Поэтому для определения возраста минералов были выбраны «аргониые часы». Но любые потери аргона из минерала до его анализа приводят к ошибке в определении возраста.
Соотношение нуклидов 2J2U / 2J2Pb в минералах менее подвержено потерям какого-либо из них и определяется только радиоактивным распадом урана. Поэтому методика определения возраста минералов по данным нуклидам оказывается достаточно надежной.
Пример 5.11. При анализе природного минерала установлено, что соотношение числа атомов нуклидов 2J2 Pb/2J2U в нем составляет 0,113. Оценим возраст этого минерала.
Решение. Для вычисления возраста минерала / используем формулу (5.12) 1 N
In-= -kt, которую приведем к виду
2,303-/|/2 , N0
-Ii2-, log —.
0,693 N
В соответствии с условиями задачи примем N = 1,000 (число атомов 2J2U в минерале)
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 155 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed