178
4.9. RADİOAKTİV ÇEVRİLMƏ QANUNU
Hər bir radioaktiv maddə üçün müəyyən müddət vardır ki, həmin
müddətdə onun nüvələrinin yarısı çevrilməyə məruz qalır.
Radioaktiv nüvələrin yarısının çevrilməyə məruz qaldığı müddət –
yarımçevrilmə pe-
riodu adlanır. Yarımçevrilmə periodu
T hərfi ilə işarə edilir və BS-də vahidi
saniyədir.
İxtiyari
t = nT müddətindən sonra maddədə çevrilməyən nüvələrin sayı
radioaktiv çev-
rilmə qanunu ilə ifadə olunur:
N =
N
2
= N 2 .
Radioaktiv çevrilmə qanununu 1902-ci ildə E.Rezerford və F.Soddi aşkar etmişlər. Bu qanun
ixtiyari zaman anında radioaktiv çevrilməyə məruz qalmayan nüvələrin sayını müəyyənləşdir-
məyə imkan verir.
Hər bir radioaktiv izotopun öz yarımçevrilmə periodu var, məsələn: uran-238
izotopunun yarımçevrilmə periodu 4,5 milyard il, radium -226-nın isə 1600 ildir.
1960-cı ildə ABŞ fiziki Frenk Libbi (1908–1980) geoxrono-
logiyanın
radiokarbon metodunu müəyyənləşdirdiyinə görə
kimya üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür.
Bu metodun
köməyi ilə Yer kürəsi və insan mədəniyyəti tarixində baş
vermiş müxtəlif hadisələrin – qayaüstü rəsmlərdən Misir
fironlarının məzarlıqlarına qədərki dövrün, “Buz dövrü”nün
başlanğıcından heyvanlar və bitkilər aləminin “məhv” olduğu
dövrə qədərki hadisələrin, nisbətən “yaxın tarixi dövrə” aid
arxeoloji tapıntıların yaşını müəyyənləşdirmək mümkün oldu.
Geoxronologiyanın
müəyyənləşdirilməsi
niyə radiokarbon
metodu adlanır?
Radiokarbon meto-
du hansı fiziki qa-
nunauyğunluğa
əsaslanır?
E.Rezerford maddələrin radioaktiv çevrilmə prosesini araşdırarkən müəyyən etdi ki:
– radioaktiv maddələrin aktivliyi həmin maddənin
kütləsi ilə mütənasibdir;
– eyni radioaktiv maddə üçün müəyyən sabit zaman intervalı mövcuddur ki, bu
intervalda onun aktivliyi orta hesabla 2 dəfə azalır. Belə azalma həmin maddənin
halından (digər maddələrlə qarışığından, temperaturundan, təzyiqindən və s.) asılı
deyildir;
– müxtəlif maddələrin radioaktivliyinin azalma sürəti müxtəlifdir.
Beləliklə, radioaktivliyin azalma sürətini xarakterizə etmək üçün elmə
yarımçevrilmə periodu anlayışı daxil edildi.
Yarımçevrilmə periodu – verilən radioaktiv nüvələrin sayının orta hesabla ya-
rısının çevrilməyə məruz qaldığı zaman intervalıdır.
Məsələ 1.
Arxeoloji tapıntının laboratoriyada analizindən məlum oldu ki, onun tərkibindəki
radiokarbon
?????? izotopunun faizlə miqdarı səkkiz dəfə azalmışdır. Radiokarbon
?????? izotopunun yarımçevrilmə periodu 5700 ildirsə, tapıntının neçə yaşı var?
Nəticənin müzakirəsi.
Maddənin yarımçevrilmə periodu nə deməkdir?
Tapıntının yarımçevrilmə periodu ilə yanaşı, onun daha hansı parametri məlum olma-
lıdır ki, tapıntının yaşını təyin etmək mümkün olsun?
ARAŞDIRMA
1
Tapıntının neçə yaşı var?
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 9
LAYİHƏ
179
Hər bir maddə üçün radioaktiv çevrilmə periodunun sabit kəmiyyət olduğunu nə-
zərə alaraq radioaktiv nüvələrin çevrilmə (aktivliyinin azalma) qanununu asanlıqla
müəyyənləşdirmək olar. Bunun üçün verilmiş ixtiyari maddənin başlanğıc
?????? = 0
anında radioaktiv nüvələrinin sayını
?????? -la işarə edək. Yarımçevrilmə perioduna bə-
rabər müddətdə (yəni:
?????? = ?????? )radioaktiv nüvələrin sayı 2 dəfə azalır:
?????? =
??????
2
.
Bir o qədər zaman intervalından sonra (yəni:
?????? = 2??????) radioaktiv nüvələrin sayı
yenə 2 dəfə azalır:
?????? =
??????
2
=
??????
2
.
Bu qayda ilə radioaktiv nüvələrin sayının azalma qanunauyğunluğunu müəyyən-
ləşdirmək olar:
?????? = ?????? → ?????? =
??????
2
?????? = 2?????? → ?????? =
??????
2
?????? = 3?????? → ?????? =
??????
2 ⎭
⎪
⎬
⎪
⎫
?????? = ???????????? → ?????? =
??????
2
. (1)
Radioaktiv nüvələrin ixtiyari
?????? zaman anında sayı üçün aşağıdakı düsturu yazmaq olar:
?????? = ?????? ∙ 2 . (2)
(2)-də
?????? = olduğu nəzərə alınarsa,
radioaktiv çevrilmə qanununu ifadə edən
düstur alınar:
?????? = ?????? ∙ 2 . (3)
Burada N – radioaktiv çevrilmədən sonra çevril-
məmiş qalan nüvələrin sayıdır. Bu düstura uyğun olaraq
ixtiyari nümunədəki radioaktiv nüvələrin sayının za-
mandan asılı olaraq azalma qanununu qrafik təsvir edə
bilərik
(a)
.
İxtiyari
?????? zaman intervalında çevrilməyə məruz
qalan nüvələrin sayı belə müəyyən olunur:
∆?????? = ?????? − ?????? = ??????
∙ 1 − 2
. (4)
(4) düsturundan çevrilən nüvələrin radioaktiv nüvələrin hansı hissəsini təşkil
etdiyi təyin olunur:
∆??????
??????
= 1 −
??????
??????
= 1 − 2
. (5)
Radioaktiv nüvələr yarımçevrilmə periodundan başqa, orta yaşama müddəti
(
?????? − ??????????????????
) ilə də xarakterizə olunur. Onun yarımçevrilmə periodu ilə əlaqəsi vardır:
?????? = 1,44??????. (6)
(a)
LAYİHƏ