Enunciado

Quando uma amostra de prata é irradiada com nêutrons por um curto período de tempo, dois isótopos radioativos se formam: A g 108 ( T = 2,42   m i n ), com uma taxa de decaimento inicial de 3,1 ⋅ 10 5   s - 1 , e A g 110 ( T = 24,6   s ), com uma taxa de decaimento inicial de 4,1 ⋅ 10 6   s - 1 . Faça um gráfico semilog semelhante ao da Fig. 42-9 mostrando a taxa de decaimento global da amostra em função do tempo entre t = 0 e t = 10   m i n . A Fig. 42-9 foi usada para ilustrar um método de determinação da meia-vida de um único isótopo radioativo. Dado apenas o gráfico da taxa de decaimento global do sistema de dois isótopos, mostre que é possível analisa-lo e determinar as meias-vidas dos dois radioisótopos.

Passo 1

Bom, sabemos que a taxa de decaimento também é conhecida por atividade e que a atividade resultante é a soma das atividades de cada núcleo:

R = R 0 e - λ t + R 0 ' e - λ ' t ,

onde R 0 = 3,1 ⋅ 10 5   s - 1 e R 0 ' = 4,1 ⋅ 10 6   s - 1 . Além disso:

λ = ln ⁡ 2 T = ln ⁡ 2 2,42 ⋅ 60   s = ln ⁡ 2 145,2 s - 1

λ ' = ln ⁡ 2 T ' = ln ⁡ 2 24,6   s - 1

Assim,

R = 3,1 ⋅ 10 5 exp ⁡ - ln ⁡ 2 145,2 s - 1 ⋅ t + 4,1 ⋅ 10 6 exp ⁡ - ln ⁡ 2 24,6   s - 1 ⋅ t   s - 1

Passo 2

Tomando o log dos dois lados da equação:

ln ⁡ R = ln ⁡ 3,1 ⋅ 10 5 exp ⁡ - ln ⁡ 2 145,2 s - 1 ⋅ t + 4,1 ⋅ 10 6 exp ⁡ - ln ⁡ 2 24,6   s - 1 ⋅ t

Plotando o gráfico para 0 ≤ t ≤ 600   s :

Resposta

Esboço de gráfico.

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