Период на полуразпад

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Изминали
периоди на
полуразпад
Оставаща
част
Оставащ
процент
0 11 100
1 12 50
2 14 25
3 18 12 ,5
4 116 6 ,25
5 132 3 ,125
6 164 1 ,563
7 1128 0 ,781
... ... ...
n 1/2n 100/2n

Период на полуразпад (символно означение: t1⁄2) е времето, което е нужно за едно количество да намалее наполовина от първоначалната си стойност. Терминът се употребява най-често в областта на ядрената физика за описване на бързината на разпадане на нестабилни атоми или за продължителността на съществуване на стабилни атоми при радиоактивен разпад. Терминът може да се използва и в по-широк смисъл за характеризиране на всякакъв експоненциален или неекспоненциален разпад. Феноменът в ядрената физика е открит през 1907 г. от Ърнест Ръдърфорд.[1] Ръдърфорд прилага принципа на полуразпад на радиоактивните елементи при определянето на възрастта на скали, като измерва периода на разпад на радий до олово-206.

Периодът на полуразпад е постоянен в хода на експоненциално разпадащо се количество. Таблицата вдясно показва намаляването на количеството като функция от броя изминали периоди на полуразпад.

Пробабилистична природа[редактиране | редактиране на кода]

Симулация на много идентични атоми, претърпяващи радиоактивен разпад, започвайки с 4 атома на кутийа (ляво) или 400 (дясно).

Периодът на полуразпад обикновено описва разпадането на дискретни единици, като например радиоактивни атоми. Той се определя от гледна точка на вероятността: периодът на полуразпад е времето, нужно за точно половината от единицата да се разпадне осреднено. С други думи, вероятността радиоактивен атом да се разпадне в периода си на полуразпад е 50%.

Изображението отдясно е симулация на много идентични атоми, претърпяващи радиоактивен разпад. След един изминал период на полуразпад не са останали точно половината атоми, а само приблизително, поради случайната вариация на процеса. Въпреки това, когато има много идентични атоми (десните кутийки), законът за големите числа предполага, че е много добро приближение да се каже, че половината атоми са останали след един период на полуразпад.

Пробабилистичната природа на радиоактивния разпад може да бъде демонстрирана чрез различни прости упражнения или чрез статистическа компютърна програма.[2][3][4]

Формули за експоненциален разпад[редактиране | редактиране на кода]

Експоненциалният разпад може да се опише чрез коя да е от следните три еквивалентни формули:

където

  • N0 е първоначалното количество субстанция, което ще се разпадне (това количество може е в различни мерни единици);
  • N(t) е количеството, което все още не се е разпаднало след време t;
  • t1⁄2 е периодът на полуразпад на количеството;
  • τ е положително число, наречено среден живот на разпадащото се количество;
  • λ е положително число, наречено константа на разпадане на разпадащото се количество.

Трите параметъра t1⁄2, τ и λ са пряко свързани по следния начин:

където е естественият логаритъм на 2 (приблизително 0,693).

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. John Ayto, 20th Century Words (1989), Cambridge University Press.
  2. Chivers, Sidney. Re: What happens durring half lifes [sic] when there is only one atom left?. // MADSCI.org, 16 март 2003.
  3. Radioactive-Decay Model. // Exploratorium.edu. Посетен на 25 април 2012.
  4. Wallin, John. Assignment #2: Data, Simulations, and Analytic Science in Decay. // Astro.GLU.edu, септември 1996.