Periodo de semidesintegración

De Biquipedia
Ir ta: navego, busca

O periodo de semidesintegración, periodo radioactivo u semivida d'un radionucleido ye o tiempo que pasa dica que a metat d'os nuclios d'una muestra pura d'una especie de nucleido determinata decaiga (se transforme) a un atro nucleido diferent a causa d'a suya inestabilidat nucleyar. O periodo de semidesintegración d'os radionucleidos conoixitos varía amplament, dende mas de 1019 anyos ta os mas estables (como por eixemplo o bismuto-209) dica 10−23 segundos ta os mas inestables.

No s'ha de confundir con o termin vida meyana, que ye a inversa d'a constant de desintegración y tien una interpretación una mica diferent.

Descripción[editar | editar código]

O periodo de semidesintegración t1/2 se relaciona con a constant de desintegración λ a traviés d'a exprisión:

t_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda}

Ista relación entre o periodo de semidesintegración y a constant de desintegración amostra que as substancias altament radioactivas se consumen a escape mientres que as que radían menos duran mas.

O factor ln2 que apareixe en as equacions anteriors apareixe por o simple feito de seleccionar o numero e como a base d'a exprisión. A constant de tiempo τ ye 1/e d'a vida (con un tiempo de nomás 1/e = remane un 36,8% alto u baixo) en cuentas de 1/2 d'a vida d'un radionuclio a on remane o 50% (asinas, τ ye mas gran que t½). De traza que ye fácil deducir que a equación sigüient ye valida:

N(t) = N_0\,e^{-t/ \tau} =N_0\,2^{-t/t_{1/2}}\,\!

Mientres que a desintegración radioactiva ye exponencial con una probabilidat constant, cada proceso puet estar descrito con una constant de tiempo ta periodos particulars, podrían emplegar 1/3 d'a vida (o tiempo necesario ta que desapareixca 1/3) u 1/10 (o tiempo necesario ta a desaparición d'o 10% d'a substancia), etc. O feito d'haber trigato τ y t½ ye nomás por convención. Reflecta un prencipio fundamental nomás en tanto que amostra a mesma proporción d'una substancia radioactiva dada que se desintegrará mientres o periodo de tiempo trigato.

Tiempo de desintegración[editar | editar código]

O periodo de semidesintegración da una ideya d'o tiempo de desintegración. A desintegración d'os nuclios inestables ye un proceso aleatorio y no podemos predecir quan se desintegrará un determinato atomo, manimenos a probabilidat de desintegración ye a mesma en qualsiquier inte. Por tanto, dada una muestra d'un radionucleido particular, o numero de desintegracions −dN que s'aspera que se produzcan mientres un chicot intervalo de tiempo dt será proporcional a o numero d'atomos presents. Si N ye o numero d'atomos alavez a probabilidat de desintegración (−dN/N) será proporcional a dt:

 \left(-\frac{dN}{N} \right) = \lambda \cdot dt.

Cada tipo de radionucleido se desintegra a un ritmo diferent, cadagún presenta a suya constant de desintegración particular (λ). O signo negativo indica que N disminuye con cada ocurrencia d'una desintegración. A solución a ista equación diferencial de primer orden ye a sigüient función matematica:

N(t) = N_0\,e^{-{\lambda}t} = N_0\,e^{-t/ \tau}. \,\!

A on N0 ye a valura de N en l'inte inicial (t = 0). En a segunda equación s'observa que o diferencial d'a constant de desintegración λ tien por unidatz 1/tiempo, y puet estar representata como 1/τ, a on τ ye o tiempo caracteristico ta o proceso, y recibe o nombre de constant de tiempo d'o proceso.

En a radioactividat iste tiempo de proceso τ ye tamién a vida meyana d'a desintegración d'os atomos.

Unidatz[editar | editar código]

As unidatz que se fan servir son unidatz de tiempo. Como os periodos de semidesintegración pueden tener ordens de magnitut extremadament diferents entre ells s'utilizan diferents unidatz seguntes sía mas comodo ta cada nucleido, d'as que as mas habituals gosan estar os segundos (y microsegundos), os menutos y os anyos.

  • 1 segundo (s) = 1.000.000 microsegundos (μs) = 106 μs
  • 1 s = 1.000 milisegundos (ms) = 103 ms
  • 1 ms = 1.000 μs = 103 μs
  • 1 menuto = 60 s = 6·107 μs
  • 1 hora = 60 menutos = 3.600 s = 3'6·103 s = 3'6·109 μs
  • 1 día = 24 horas = 86.400 s = 86'4·103 s = 86'4·109 μs
  • 1 anyo = 365 días = 31.536.000 s = 31'536·106 s = 31'536·1012 μs

Eixemplos de periodos de semidesintegración[editar | editar código]

En un reactor nucleyar, os neutrons producitos en as fisions nucleyars tienen periodos d'entre unas decimas de segundo y una mica menos d'un menuto. Os d'os repuis radiactivos d'o reactor, mas que mas o combustible nucleyar gastato, pueden ir de menutos a mils de millons d'anyos.

Bells eixemplos de periodos de semidesintegración de bells nucleidos:

Uranio-235 7,038 · 108 anyos Uranio-238 4,468 · 109 anyos Potasio-40 1,28 · 109 anyos
Rubidio-87 4,88 · 1010 anyos Calcio-41 1,03 · 105 anyos Carbonio-14 5.760 anyos
Radio-226 1.602 anyos Cesio-137 30,07 anyos Bismuto-207 31,55 anyos
Estroncio-90 28,90 anyos Cobol-60 5,271 anyos Cadmio-109 462,6 días
Yodo-131 8,02 días Radón-222 3,82 días Oxichén-15 122 segundos

Mas eixemplos:

Serie Nucleido Periodo de semidesintegración (anyos) Desintegración Producto final estable d'a serie
Torio Th-232 1,41 × 1010 alfa Pb-208
Radio U-238 4,47 × 109 alfa Pb-206
Actinio U-235 7,04 × 108 alfa Pb-207
Actinio Cs-135 23 × 106 beta + gamma Pb-207
Sintetico Cs-137 30 beta + gamma -
Sintetico Sr-90 29 beta -
Sintetico Sr-89 0,14 beta -

Se veiga tamién[editar | editar código]