Sampla de Cheisteanna Plé Radaighníomhaíochta
Is feiniméan nádúrtha í an radaighníomhaíocht ina mbíonn meath spontáineach ar núicléis adamhacha áirithe, ag scaoileadh cáithníní nó fuinnimh i bhfoirm radaíochta. Spreagann an feiniméan seo imoibrithe éagsúla san eolaíocht, sa teicneolaíocht, agus fiú sa tsláinte. Tá feidhmeanna éagsúla ag baint leis an radaighníomhaíocht, ach éilíonn sí tuiscint dhomhain freisin chun í a úsáid go sábháilte agus go héifeachtach. San alt seo, pléifimid roinnt samplaí de fhadhbanna a bhaineann le radaighníomhaíocht agus a réitigh, rud a chabhróidh leat an coincheap seo a thuiscint níos doimhne.
Ceist 1: Leathré a Ríomh
Ceist: Tá 80 gram d'iseatóp áirithe i sampla radaighníomhach a bhfuil leathré 10 mbliana aige. Cé mhéad den iseatóp atá fágtha tar éis 30 bliain?
Plé: Is é an leathré an t-am a thógann sé chun leath den mhéid tosaigh d'iseatóp radaighníomhach a mheath. Chun méid an iseatóip atá fágtha tar éis tréimhse áirithe a chinneadh, is féidir linn an fhoirmle meathlaithe a úsáid:
[N = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{t_{1/2}}}]
An mana:
– Is é \(N \) líon na n-iseatóp atá fágtha.
– Is é \(N_0 \) líon tosaigh na n-iseatóp (80 gram).
– Is é \(t \) an t-am atá caite (30 bliain).
– Is é \(t_{1/2} \) an leathré (10 mbliana).
Athróga a chur in ionad uimhreacha aitheanta:
[N = 80 (frac{1}{2)^30}{10) = 80 (frac{1}{2)^3 = 80 × 1}{8 = 10 gram]
Mar sin, tar éis 30 bliain, tá 10 gram d'iseatóp fágtha.
Ceist 2: Gníomhaíocht Radaighníomhach a Chinneadh
Ceist: Más é 2000 Bq gníomhaíocht tosaigh sampla radaighníomhach agus má shroicheann a ghníomhaíocht 250 Bq tar éis 5 bliana, faigh amach a leathré.
Plé: Tá gníomhaíocht (\(A\)) sampla radaighníomhach comhréireach go díreach le méid an iseatóip atá i láthair:
[A = A_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{t_{1/2}}}]
Ag baint úsáide as an bhfaisnéis a cuireadh ar fáil:
– Gníomhaíocht tosaigh (\(A_0\)) = 2000 Bq
– Gníomhaíocht reatha (\(A\)) = 250 Bq
– Am caite (\(t\)) = 5 bliana
Cuir uimhreacha isteach sa fhoirmle:
[250 = 2000 \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{5}{t_{1/2}}} \]
[ \frac{1}{8} = \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{5}{t_{1/2}}} \]
Chun an chothromóid seo a réiteach, cinnimid cumhacht \(\frac{1}{2}\) a eascraíonn i \(\frac{1}{8}\). Mar sin, \(\left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{1}{8}\).
Mar sin, is féidir linn scríobh:
\[ \frac{5}{t_{1/2}} = 3 \]
[t_{1/2} = \frac{5}{3} \approx 1.67 \text{ bliain} \]
Mar sin, is é leathré an iseatóip ná thart ar 1.67 bliain.
Ceist 3: Fuinneamh Meath Radaighníomhach
Ceist: Meathlaíonn núicléas adamhach trí alfa-cháithnín (héilian: He) a scaoileadh agus 5 MeV fuinnimh a scaoileadh. Ríomh an fuinneamh a scaoiltear má mheathlaíonn 10 gram den núicléas go hiomlán. Glac leis go bhfuil adaimh tairiseach Avogadro \(6.022 \× 10^{23}\) i mól amháin den núicléas seo.
Plé: Ar dtús, ní mór dúinn a chinneadh cé mhéad adamh atá i 10 ngram. Má scaoileann adamh amháin 5 MeV, ní mór dúinn é seo a thiontú go fuinneamh iomlán na n-adamh go léir.
1. Ríomh líon na mól sa núicléas:
– Abair gurb é 210 meáchan adamhach an núicléis (sampla d’iseatóp).
– Mar sin, líon na móil i 10 ngram = \(\frac{10}{210}\) móil.
2. Comhair líon na n-adamh:
– Líon na n-adamh = \(\frac{10}{210} \times 6.022 \times 10^{23}\).
3. Ríomh an fuinneamh iomlán:
– Fuinneamh iomlán = Líon na n-adamh \(\times\) 5 MeV.
– Cuimhnigh MeV a thiontú go giúl nuair is gá (1 MeV = 1.602 × 10-13 J).
Mar sin:
Líon na n-adamh = 10 × 210 × 6.022 × 1023).
Fuinneamh iomlán = ((left(frac{10}{210} × 6.022 × 10^23) × 5 × 1.602 × 10^13) J.
Tabharfaidh sé seo an méid iomlán fuinnimh a ríomhtar i nGiúil.
Conclúid
Tugann an plé thuas roinnt samplaí coitianta de shaincheisteanna radaighníomhaíochta a d’fhéadfadh teacht chun cinn i gceachtanna fisice núicléiche. Tá tuiscint iomlán ar choincheapa an mheathlaithe radaighníomhaigh, ríomhanna leathré, agus an ghníomhaíocht agus an fuinneamh a tháirgeann an meathlaithe riachtanach, toisc go bhfuil impleachtaí suntasacha acu seo i réimse réimsí, lena n-áirítear leigheas (go háirithe radaiteiripe), fuinneamh núicléach, agus cosaint radaíochta.
Is bunús é tuiscint a fháil ar na coincheapa bunúsacha seo freisin chun teicneolaíochtaí amach anseo a bhaineann le radaighníomhaíocht a iniúchadh, agus feasacht á ardú ag an am céanna ar thábhacht láimhseáil ábhar radaighníomhach go sábháilte chun sláinte an duine agus an comhshaol a chosaint. Mar mhic léinn nó mar thaighdeoirí, is féidir leis an gcumas fadhbanna mar seo a réiteach cabhrú le feidhmeanna eolaíocha breise agus le fionnachtana nuálacha.
