रेडियोधर्मी पदार्थों की गतिविधि

रेडियोधर्मी गतिविधि क्या है? रेडियोधर्मी गतिविधि से तात्पर्य उस दर से है जिस पर रेडियोधर्मी पदार्थ परमाणु क्षय या विघटन से गुजरता है। यह रेडियोधर्मी पदार्थ के किसी दिए गए नमूने में प्रति इकाई समय में क्षय होने वाले नाभिकों की संख्या है। गतिविधि की परिभाषा (A) रेडियोधर्मी पदार्थ की गतिविधि

A को इस प्रकार परिभाषित किया जाता है:

$A=-{\frac {dN}{dt}}$

A = सक्रियता (बेकेरेल, Bq में मापी गई)

N = समय पर अविघटित रेडियोधर्मी नाभिकों की संख्या

dN = समय में नाभिकों की संख्या में परिवर्तन

गतिविधि की SI इकाई:

गतिविधि की SI इकाई बेक्वेरेल (Bq) है, जहाँ 1 Bq = 1 विघटन प्रति सेकंड।

एक पुरानी इकाई, क्यूरी (Ci) का भी उपयोग किया जाता है, जहाँ

$1Ci=3.7\times 10$¹⁰ Bq

रेडियोधर्मी क्षय का नियम अविघटित नाभिकों की संख्या

N समीकरण के अनुसार समय के साथ तेजी से घटती है:

N_t = N₀ e^-$\lambda$t

जहाँ:

N(t) = समय पर अविघटित नाभिकों की संख्या

N(0) = समय पर नाभिकों की प्रारंभिक संख्या

t=0

λ = क्षय स्थिरांक (प्रति इकाई समय में क्षय की संभावना)

t = समय

समय 𝑡 t पर गतिविधि A इस प्रकार दी गई है:

A(t) = A₀ e ^{− λt}

अर्ध आयु

रेडियोधर्मी पदार्थ का अर्ध आयु (​$T_{1/2}$) परमाणु भौतिकी में एक मौलिक अवधारणा है। यह रेडियोधर्मी सामग्री की दी गई मात्रा के आधे को रेडियोधर्मी क्षय से गुजरने और एक अलग तत्व या आइसोटोप में बदलने में लगने वाले समय को दर्शाता है। रेडियोधर्मी पदार्थों की क्षय प्रक्रिया को समझने के लिए अर्ध-आयु एक आवश्यक मापदंड है।

अर्ध आयु कैसे काम करता है

•   जब कोई रेडियोधर्मी पदार्थ सड़ता है, तो यह कण या विकिरण छोड़ता है और एक अलग, प्रायः अधिक स्थिर पदार्थ में बदल जाता है।
•   रेडियोधर्मी पदार्थ के क्षय की दर स्थिर नहीं है बल्कि घातीय क्षय नियम का पालन करती है।
•   अर्ध आयु वह समय है जो किसी पदार्थ की गतिविधि (क्षय की दर) को उसके प्रारंभिक मूल्य के आधे तक कम करने में लगता है।

गणितीय समीकरण

अर्ध-आयु ($T_{1/2}$​) और क्षय स्थिरांक ($\lambda$) के बीच संबंध इस प्रकार है:

$T_{1/2}={\frac {ln(2)}{\lambda }},$

जहाँ:

•   $T_{1/2},$ अर्ध आयु है (समय इकाइयों में मापा जाता है, जैसे, सेकंड, वर्ष)।
•   $\lambda$ क्षय स्थिरांक है, जो क्षय की दर को दर्शाता है (पारस्परिक समय इकाइयों में मापा जाता है, जैसे, $s^{-1},$$y^{-1},$)।
•   $\ln(2)$का प्राकृतिक लघुगणक है, जो लगभग $0.6931,$ है।

प्रमुख बिंदु

•   किसी रेडियोधर्मी पदार्थ का अर्ध आयु वह समय है जो पदार्थ के आधे भाग के क्षरण में लगता है।
•   अर्ध-आयु प्रत्येक रेडियोधर्मी सामग्री के लिए विशिष्ट है और उस सामग्री के लिए एक स्थिरांक है।
•   क्षय प्रक्रिया एक घातांकीय क्षय नियम का पालन करती है, और क्षय की दर को क्षय स्थिरांक द्वारा दर्शाया जाता है।

संक्षेप में

रेडियोधर्मी पदार्थों के व्यवहार को समझने में अर्ध-आयु की अवधारणा महत्वपूर्ण है। यह भविष्यवाणी करने में सुविधा करता है कि किसी रेडियोधर्मी पदार्थ की दी गई मात्रा को उसके प्रारंभिक मूल्य से आधा होने में कितना समय लगता है, और यह रेडियोमेट्रिक डेटिंग और विकिरण चिकित्सा सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।