2015年3月2日 星期一

半衰期 Half-Life

化學原理啟迪506
Donna Karan | Spring Summer 2015 | Exclusive
1.     放射性元素半衰期half-lifet1/2的定義是,核種數量降到原本一半所需的時間(N0/2
2.     放射性元素半衰期的定義積分一級速率定律連結,產生以下半衰期時間t1/2的方程式:
t1/2In2/k0.693/k
3.     因此,如果我們知道放射性核種的半衰期t1/2,就很容易計算出速率、常數k,反之亦然。
4.     第一級反應程序的半衰期是恆定的,Sr-90β衰變如下圖:
5.     -90 90 38Sr衰變到數量減半,需要花28.8年的時間。環境受到90 38Sr的污染,會對人類健康造成嚴重的危害。因為鍶的化性與鈣類似,都屬於2A族(身體會將鍶誤認為鈣吸收)。
6.     在牧草與飼料裡的鍶,會與鈣一起進入牛奶中,再從牛奶進入到人體,停留在人體的骨骼裡。
7.     因為鍶的半衰期相當長,鍶90 38Sr會停留在人體數年,造成輻射傷害,有可能因此導致癌症。
8.     【例題】鉬99 molybdenum-99 的半衰期是67.0小時,1 mg的鉬9942Mo,在335小時後,還剩下多少?
9.     【解題】要解決這個問題,最簡單的方法是,弄清楚335小時等於鉬9942Mo幾個半生期?答案是5個半生期。
335 = 5 × 67.0
10. 我們用下圖描述這335小時,鉬的半衰期變化:
11. 不同放射性核種的半衰期差異極大。舉例來說,14460Nd的半衰期是5×1015年,然而,釙21484Po的半衰期是2×104秒。為了對此有較詳盡的瞭解,鈾23892U衰變系列核種如下:


n   翻譯編寫Steven S. ZumdahlChemical Principles》;圖片來源/tcconline.net/stevenson

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