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Em certos materiais, o núcleo de um átomo é instável e emitirá partículas espontaneamente, sem nenhum estímulo externo. Esse processo é chamado de radioatividade ou decaimento radioativo.
Elementos com número atômico 83 têm mais de 82 prótons e, portanto, são radioativos. Os isótopos, que são elementos em que os núcleos têm diferentes números de nêutrons, também podem ser instáveis. Os núcleos de elementos instáveis emitem partículas alfa, beta ou gama. Uma partícula alfa é um núcleo de hélio e uma partícula beta é um elétron ou um pósitron, que tem a mesma massa que um elétron, mas tem uma carga positiva. Uma partícula gama é um fóton de alta energia.
Para calcular a radioatividade, é necessário saber o tempo que leva para o núcleo decair.
Encontre a expressão para a meia-vida t (metade) de uma amostra radioativa. É o tempo que leva para a metade da quantidade de núcleos em uma amostra decair. A meia-vida está relacionada à constante de deterioração lambda, que tem um valor dependente do material da amostra. A fórmula é t (metade) = ln 2 / lambda = 0,693 / lambda.
Estude a equação para a taxa total de decaimento ou atividade de uma amostra radioativa. É R = dN / dt = lambda N = N (0) e (-lambda * t). N é o número de núcleos e N (0) é a quantidade original ou inicial da amostra antes do decaimento no tempo t = 0. A unidade de medida para a atividade é Bq ou becquerel, que é um decaimento por segundo. Outra unidade é o curie, que é igual a 3,7 x 10 exp (10) Bq.
Pratique o cálculo do decaimento radioativo. O rádio 226 tem uma meia-vida de 1.600 anos. Calcule a atividade de uma amostra de um grama, em que N = 2,66 x 10 exp (21). Para fazer isso, primeiro encontre o lambda. Simultaneamente, converta a meia-vida de anos para segundos. Então lambda = 0,693 / t (metade) = 0,693 / (1600 * 3,156 x 10 exp (7) s / ano) = 1,37 x 10 exp (-11) / s. Portanto, a taxa de decaimento é dN / dt = lambda * N = 1,37 x 10 exp (-11) / s * 2,66 x 10 exp (21) = 3,7 x 10 exp (10) decaimentos / s = 3,7 x 10 exp (10 ) Bq. Note que este é um curie. Observe também que decaimento / s é escrito como 1 / s.