С Землёй вообще ничего не случится. Период полураспада Урана 238 равен Т½ ≈ 4,5 млрд лет. За это время 1 г Урана уменьшится до 1/2 г за счет радиоактивного распада. Цепочка распада ядра Урана имеет довольно громоздкий вид но коротко может быть записана в виде: ²³⁸U₉₂ ⟶ ²¹⁰Pb₈₂ + 8α + 6β , что означает, что вся история распада Урана (²³⁸U₉₂) до стабильного Свинца (²¹⁰Pb₈₂ ) содержит 8 α-распадов (α ≡ ⁴He₂) и 6 β-распадов ядер. Ограничиваясь, без ущерба точности, только первыми 3-мя поколениями истории единичного распада Урана: ²³⁸U₉₂ ⟶ ²³⁴Th₉₀ ⟶ ²³⁴Pa₉₁ ⟶ ²³⁴U₉₂, с суммарным энерговыделение ε ≈ 6,7 MeV, и учитывая, что Т½ = 1,4×10¹⁷ сек, получим количество таких распадов n ≈ 4,2×10⁶ для 1-го моля Урана-238.
Соответственно, для 1-го грамма Урана-238 полное энерговыделение в течении 1 сек равно: E = n⋅ε/238 ≈ 120 ГэВ, что приближённо соответствует кинетической энергии комара, летящего со скоростью 10 см/сек. Если же учесть энергию всей цепочки распада Урана-238, результирующее энерговыделение будет в 10÷13 раз больше. Но Земля может спать спокойно. 13 летящих комаров опасны разве что своими укусами.
Период полураспада и радиоуглеродный анализ (видео 20)| Квантовая физика | Физика
Таком образом, распад 1 г Урана-238 не так уж и страшен. Даже распад 1 килоТонны Урана, с энерговыделением ~200÷250 Ватт, незначительно для Земли. Но изюминка вопроса в том, что основной источник энергии, обеспечивающий теплом активность магмы и центральных областей Земного шара, как раз и есть распад Урана-238 наряду с распадами ²³⁰Th и частично ⁴⁰К.
Доказательства этого уже получены в подземном эксперименте KamLAND (Япония), детектируюший электронные антинейтрино от β-распадов ядер из центральных областей Земли. Полное энерговыделение радиоактивных распадов в центральных областях Земли на сегодня оценивается в 44 триллиона Ватт. С комарами это уже не сравнить.
Источник: yandex.ru
Уровень активности и длительность периода полураспада
Некоторые радионуклиды сильно радиоактивны – время их жизни до распада чрезвычайно мало (вплоть до нескольких миллисекунд – например, Нобелий, Лоуренсий), другие – слабо радиоактивны, и могут не распадаться тысячи и миллионы лет (изотопы урана, радия). Длительность жизни радионуклидов (время, в течение которого они сохраняют свои свойства) сильно варьируется от одного элемента к другому.
Периодом полураспада называется время, за которое радиоактивное вещество естественным образом теряет половину своей радиоактивности. Таким образом, в конце 10 периодов полураспада радиоактивность вещества снижается в 1024 раза. Период полураспада полония 214 составляет одну секунду, в то время как урана 238 – 4,5 миллиарда лет.
Кривая радиоактивного распада: через два периода радиоактивность вещества снижается в четверо, через три – в восемь раз и т.д.
Несколько примеров радиоактивности
Период полураспада вещества обратно пропорционален радиоактивности радионуклида: чем длиннее период полураспада, тем меньше радиоактивность. В следующей таблице приведены примеры активности на один грамм вещества (йод 131, цезий 137, плутоний 239, уран 238).
Уран — САМЫЙ ОПАСНЫЙ МЕТАЛЛ НА ЗЕМЛЕ!
Источник: www.norao.ru
Период полураспада урана: основные характеристики и применение
Изучая явление радиоактивности, каждый ученый обращается к такой важнейшей его характеристике как период полураспада. Как известно, закон радиоактивного распада гласит, что каждую секунду в мире происходит распад атомов, при этом количественная характеристика этих процессов напрямую связана с количеством имеющихся атомов. Если за определенный период времени произойдет распад половины от всего имеющегося в наличии количества атомов, то распад ½ от оставшихся атомов потребует такого же количества времени. Именно этот временной промежуток и называется периодом полураспада. У разных элементов он различен – от тысячных долей миллисекунды до миллиардов лет, как, например, в случае, когда речь идет про период полураспада урана.
Уран, как самый тяжелый из всех существующих в естественном состоянии элементов на Земле, является вообще самым прекрасным объектом для изучения процесса радиоактивности. Этот элемент был открыт еще в 1789 году немецким ученым М. Клапротом, который дал ему название в честь недавно открытой планеты Уран. То, что уран радиоактивен, было совершенно случайно установлено в конце XIX века французским химиком А. Беккерелем.
Период полураспада урана рассчитывается по той же формуле, что и аналогичные периоды других радиоактивных элементов:
где «au» — среднее время существования атома, «lambda» — основная постоянная распада. Так как ln 2 равен примерно 0,7, то период полураспада лишь на 30% короче в среднем, чем общее время жизни атома.
Несмотря на то, что на сегодняшний день ученым известно 14 изотопов урана, в природе их встречаются только три: уран-234, уран-235 и уран-238. Период полураспада урана различен: так для U-234 он составляет «всего» 270 тысяч лет, а период полураспада урана-238 превышает 4,5 миллиарда. Период полураспада урана-235 находится в «золотой середине» — 710 миллионов лет.
Стоит отметить, что радиоактивность урана в естественных условиях достаточно высока и позволяет, к примеру, засветить фотопластинки в течение всего лишь часа. В то же время стоит отметить, что в из всех изотопов урана только U-235 пригоден для изготовления начинки для ядерной бомбы. Все дело в том, что период полураспада урана-235 в промышленных условиях менее интенсивен, чем его «собратьев», поэтому и выход ненужных нейтронов здесь минимален.
Период полураспада урана-238 значительно превышает 4 миллиарда лет, однако и он сейчас активно используется в атомной промышленности. Так, как для того, чтобы запустить цепную реакцию по делению тяжелых ядер этого элемента, необходимо значительное количество энергии нейтронов. Уран-238 используют в качестве защиты в аппаратах деления и синтеза. Однако большая часть добытого урана-238 используется для синтеза плутония, применяемого в ядерном оружии.
Длительность периода полураспада урана ученые используют для того, чтобы рассчитать возраст отдельных минералов и небесных тел в целом. Урановые часы представляют собой достаточно универсальный механизм для подобного рода расчетов. В то же время, чтобы возраст был рассчитан более или менее точно, необходимо знать не только количество урана в тех или иных породах, но и соотношение урана и свинца как конечного продукта, в который превращаются ядра урана.
Есть еще один способ расчета пород и минералов, он связан с так называемым спонтанным делением ядер урана. Как известно, в результате спонтанного деления урана в естественных условиях его частицы с колоссальной силой бомбардируют рядом находящиеся вещества, оставляя за собой особые следы – треки.
Именно по количеству этих треков, зная при этом период полураспада урана, ученые и делают вывод о возрасте того или иного твердого тела – будь то древняя порода или относительно «молодая» ваза. Все дело в том, что возраст объекта прямо пропорционален количественному показателю атомов урана, ядра которого бомбардировали его.
Источник: fb.ru