טיטל: ביישפּיל פון ראַדיאָאַקטיווע פאַרפוילן דיסקוסיע פֿראַגעס
ראַדיאָאַקטיווער פאַרפויל איז דער פּראָצעס דורך וועלכן נישט-סטאַבילע אַטאָם-קערנס פאַרלירן ענערגיע דורך אויסשטראַלן ראַדיאַציע. דער פּראָצעס קען פּראָדוצירן נייע, מער סטאַבילע עלעמענטן. דער אַרטיקל וועט דיסקוטירן עטלעכע ביישפילן פון פּראָבלעמען וואָס מען טרעפט אָפט אין פיזיק לעקציעס שייך צו ראַדיאָאַקטיווער פאַרפויל.
הקדמה
ראַדיאָאַקטיוויטעט איז אַ נאַטירלעכע דערשיינונג וואָס איז אַנטדעקט געוואָרן דורך הענרי בעקערעל אין 1896. עס איז שפּעטער ווייטער אַנטוויקלט געוואָרן דורך דעם באַרימטן וויסנשאַפֿטלעכן פּאָר, מאַריע און פּיער קירי. ראַדיאָאַקטיוויטעט פּאַסירט ווען אַן אַטאָמישער קערן עמיטירט פּאַרטיקלען אָדער עלעקטראָמאַגנעטישע ראַדיאַציע, וואָס טראַנספאָרמירט דעם עלעמענט אין אַן אַנדער עלעמענט. דער פּראָצעס איז וויכטיק אין פילע פעלדער ווי מעדיצין, נוקלעאַרע ענערגיע און אַרכעאָלאָגיע.
די באַסיקס פון ראַדיאָאַקטיוו פאַרפוילן
ראַדיאָאַקטיווער פאַרפויל פאָלגט דעם געזעץ פון עקספּאָנענציעלער פאַרפויל. יעדער ראַדיאָאַקטיווער עלעמענט האט אַ האַלב-לעבן, וואָס איז די צייט וואָס איז נויטיק פֿאַר העלפט פון די קערנס אין אַ מוסטער צו פאַרפוילן. עטלעכע טייפּס פון ראַדיאָאַקטיווער פאַרפויל אַרייַננעמען אַלפאַ, ביתא און גאַמאַ פאַרפויל.
1. אַלפֿאַ פֿאַרפוילונג: די אויסשטראַלונג פֿון אַן אַלפֿאַ טיילכל, וואָס באַשטייט פֿון צוויי פּראָטאָנען און צוויי נעיטראָנען, רעדוצירט די מאַסע נומער (A) מיט 4 און די אַטאָמישע נומער (Z) מיט 2 פֿונעם עלטערן אַטאָם.
2. ביתא צעפאַל: אין ביתא צעפאַל, ענדערט זיך אַ נעיטראָן אין דעם קערן אין אַ פּראָטאָן מיטן אויסשטראַלן אַ ביתא טיילכל (עלעקטראָן אָדער פּאָזיטראָן). די מאַסע נומער בלייבט די זעלבע, אָבער די אַטאָמישע נומער וואַקסט (ביתא מינוס) אָדער פאַרקלענערט זיך (ביתא פּלוס) מיט 1.
3. גאַמאַ שטראַלונג: די שטראַלונג איז אַ פאָרעם פון עלעקטראָמאַגנעטישע ענערגיע וואָס ווערט באַפרייט אָן צו ענדערן די צאָל מאַסע אָדער פּראָטאָנען אין דעם אַטאָם קערן.
בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע
לאָמיר קוקן אויף עטלעכע ביישפילן פון ראַדיאָאַקטיוון פאַרפוילן צו פֿאַרשטיין דעם באַגריף בעסער.
בייַשפּיל קשיא 1: אַלפאַ פאַרפוילן
פראגע: א מוסטער פון אוראניום-238 גייט אדורך אלפא פארפוילונג. שרייבט די פארפוילונג רעאקציע און אידענטיפיצירט די עלעמענטן וואס ווערן געשאפן דורך דעם פארפוילונג.
דיסקוסיע:
אוראניום-238 (U-238) גייט דורך אלפא פארפויל דורך ארויסלאזן אלפא טיילכלעך. די אלפא פארפויל רעאקציע קען געשריבן ווערן אלס:
\[ ^{238}_{92}U \rightarrow ^{234}_{90}The + ^{4}_{2}He \]
אוראניום-238 ענדערט זיך אין טאָריום-234 (Th-234) נאָכדעם וואָס עס באַפֿרײַט אַן אַלפֿאַ-פּאַרטיקל באַשטייענדיק פֿון צוויי פּראָטאָנען און צוויי נעיטראָנען. די מאַסע-נומער פֿאַרקלענערט זיך מיט 4, און די אַטאָמישע-נומער פֿאַרקלענערט זיך מיט 2.
בייַשפּיל קשיא 2: ביתא פאַרפוילן
פראגע: א מוסטער פון קארבאן-14 גייט אדורך ביתא פארפוילונג. שרייבט די פארפוילונג רעאקציע און אידענטיפיצירט די עלעמענטן וואס ווערן געשאפן דורך דעם פארפוילונג.
דיסקוסיע:
קאַרבאָן-14 גייט דורך ביתא פאַרפוילונג, וואו אַ נעיטראָן ענדערט זיך אין אַ פּראָטאָן, באַפרייענדיק אַן עלעקטראָן און אַן אַנטינעוטרינאָ. די פאַרפוילונג רעאַקציע איז:
\[ ^{14}_{6}C \rightarrow ^{14}_{7}N + ^{0}_{-1}e + \overline{\nu}_e \]
קאַרבאָן-14 ענדערט זיך צו שטיקשטאָף-14. די מאַסע נומער בלייבט די זעלבע, אָבער די אַטאָם נומער וואַקסט מיט 1 צוליב דעם ענדערונג פון נעיטראָנען צו פּראָטאָנען.
בייַשפּיל קשיא 3: האַלב-לעבן
פראגע: א מוסטער פון ראדאן-222 האט א האלב-לעבן פון 3.8 טעג. אויב מיר הייבן אן מיט א 80-גראם מוסטער, וויפיל מאסע וועט בלייבן נאך 11.4 טעג?
דיסקוסיע:
די 11.4-טאגיקע פעריאדע איז דריי מאל די האלב-לעבן פון ראדאן-222 (11.4 טעג / 3.8 טעג פער האלב-לעבן = 3 האלב-לעבנס). נאך יעדער האלב-לעבן, פארפוילט זיך האלב פון די מוסטער. ממילא טוען מיר די פאלגנדע רעכענונג:
– נאך 3.8 טעג, די פארבליבענע מאסע: \( \frac{80}{2} = 40 \) גראם.
– נאך 7.6 טעג (2 x 3.8 טעג), די פארבליבענע מאסע: \( \frac{40}{2} = 20 \) גראם.
– נאך 11.4 טעג (3 x 3.8 טעג), די פארבליבענע מאסע: \( \frac{20}{2} = 10 \) גראם.
אַזוי, נאָך 11.4 טעג, בלייבן איבער 10 גראַם ראַדאָן-222.
בייַשפּיל קשיא 4: קאָמבינאַציע פאַרפוילן
פראגע: אין א פארפויל קייט, ווערט אוראניום-238 צו בליי-206 דורך עטלעכע פארפויל סטאַגעס, אַרייַנגערעכנט אַלפאַ און ביתא פארפוילונגען. רעכנט אויס וויפיל אַלפאַ און ביתא פארפוילונגען פּאַסירן אין דעם פּראָצעס.
דיסקוסיע:
דער פּראָצעס הייבט זיך אָן פֿון אוראַניום-238 (מאַסע נומער 238, אַטאָם נומער 92) ביז בליי-206 (מאַסע נומער 206, אַטאָם נומער 82). כּדי צו באַשטימען די צאָל פֿאַרפֿאַלן, דאַרפֿן מיר געפֿינען דעם אונטערשייד צווישן דער מאַסע נומער און דער אַטאָם נומער:
ענדערונג אין מאַסע נומער: 238 – 206 = 32 (יעדער אַלפֿאַ פֿאַרפוילונג רעדוצירט די מאַסע נומער מיט 4)
נומער פון אַלפאַ פאַרפוילונגען: 32 / 4 = 8
ענדערונג אין אטאמישן נומער: 92 – 82 = 10 (יעדער אלפא פארפוילונג פארקלענערט די אטאמישע נומער מיט 2, בשעת ביתא פארפוילונג פארגרעסערט די אטאמישע נומער מיט 1)
מיר ווייסן אז עס זענען דא 8 אלפא צעפאלן (רעדוצירן די אטאמישע נומער מיט 16). כדי צו דערגרייכן א גאנצע רעדוקציע פון 10, זענען נויטיק 6 ביתא צעפאלן (פארגרעסערן די אטאמישע נומער מיט 6).
אַלזאָ, עס זענען דאָ 8 אַלפֿאַ פֿאַרפוילונגען און 6 ביתא פֿאַרפוילונגען אין דער קאָנווערסיע פֿון אוראַניום-238 צו בליי-206.
קעסימפּולאַן
ראַדיאָאַקטיווער פאַרפויל איז אַ וויכטיקער פּראָצעס וואָס אילוסטרירט ווי נישט-סטאַבילע עלעמענטן פּרוּוון צו סטאַביליזירן זיך דורך באַפרייען ענערגיע. פֿאַרשטיין די קאָנצעפּטן פון אַלפֿאַ, ביתא און גאַמאַ פאַרפויל, ווי אויך די אַפּליקאַציע פון האַלב-לעבן, איז קריטיש צו פֿאַרשטיין דעם פֿענאָמען. די בייַשפּיל פּראָבלעם אויבן אילוסטרירט ווי די קאָנצעפּטן קענען ווערן אַפּליקירט צו ראַדיאָאַקטיווער פאַרפויל קאַלקולאַציעס.
דורך שטודירן און פארשטיין די פראצעסן, באקומען מיר נישט נאר טיפערע איינזיכטן אין דער פיזישער נאטור פון דעם אוניווערס, נאר אויך זייערע אנווענדונגען אין מאדערנער טעכנאלאגיע גענוצט אין פארשידענע פעלדער.
