呈指数衰减的活动
量子和核武器

第514集:腐烂的模式

为了16-19iop tap.

这一剧集假设学生已经了解半衰期,并将其与经验衰减曲线联系起来。

课程总结

  • 讨论和示范:测量半衰期(40分钟)
  • 工作实例:涉及整数半年(30分钟)
  • 学生示例和讨论:绘制图形(30分钟)
  • 学生问题:计算(30分钟)

讨论和示威:衡量半衰期

每个放射性核素都有自己独特的半衰期。价值范围从数百万年(例如铀-2384.47×109.)分钟的一秒钟

(例如Beryllium-87×10-17S.)。

密封的学校/大学来源选择了半衰期,以确保他们将在一段时间内保持放射性(尽管CO-60年度最终变得较低):

辐射 来源 核素 笔记 T.1/2
α. Americium-241. 241.95. 也发出伽玛 458年
β 锶-90 90.38.SR. 精力充沛的赌注来自女儿ys-90 28.1年
γ. 钴-60 60.27.CO. 也会发出β,但这些可能会在内部吸收 5.26年

如果您在课程中测量半衰期,您需要别的东西。学校和学院常见的一片短的半衰期来源是Protactinium-234,T.½=72秒。另一个是氡-220,T.½=55秒

展示其中一个的半衰期的测量。(这里有数据记录机会。)对背景辐射校正至关重要。解释如何找到T.½从图形。

(学生可以以后自己重复这个实验。)

分析Prot actinium半衰期:测量半衰期

第514-1:Prot actinium的半衰期(字,64 kB)


工作的例子:涉及整数半衰期

这是一组涉及半衰期的整数数的问题。您可以将它们作为学生的示例设置,或者通过他们来解释一些基本思想。

问题:核工业认为,在20个半衰期后,任何放射性物质都将不再存在显着的放射性危害。来自核反应堆的裂变产物的半衰期铯-137是30年。20半的生命后,仍将活跃的部分?

答:使用长方法。计算二十步的1/2½等:

10半的寿命后1 /目的

1/2048,......,1/1048576在20半的生命后

即,少于1百万的原始数量仍然是放射性的。

更快的方法是计算½20.。展示如何使用y使用计算器完成X钥匙。

问题:将来有多少年将CS-137成为安全的

回答:20×30年= 600岁

问题:如果十分半过后,物质的活动将减少到原始价值的千分之一,必须流逝,必须经过更多的半衰期,以便原始活动减少到其原始价值的百万分之一?

答:十半的生命减少了一定因素的活动11000。百万是11000×11000,需要十个半生命。

学生示例和讨论:绘图图

为您的学生提供以下数据。

时间 活动/ BQ.
0. 10057.
5. 6253
10. 3648
15. 2296
20. 1403.
25. 798.
30. 508.
35. 307.
40 201.

要求他们检查数据并估计半衰期。(它在5到10秒之间。)

现在要求他们绘制图表,从而确定了物质的半衰期。他们应该在原始活动的五个次数中推断出35秒的总时间,给出了7秒的半衰期。

强调半衰期的定义T.½。放射性物质的半衰期是所花费的时间一般一半任何数量腐烂的物质。(检查您规范的精确措辞。)

介绍这个术语幂数为了描述这种行为,其中数量通过相同的时间间隔减小恒定因子。

第514-2章:半衰期(字,25 kB)


性质中的指数行为非常普遍。它在几次16次规格中出现,所以这可能不是你学生第一次见到它。(The equalisation of electric charge on a capacitor whose plates are connected via a resistor; the reduction in amplitude of a damped simple harmonic oscillator; the absorption of electromagnetic radiation passing through matter (e.g. γ rays by lead, visible light by glass); Newton’s Law of Cooling. So either refer back to previous situations and make the analogy explicit, or flag forward to other examples to come.

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