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.

Вероятностна природа[редактиране | редактиране на кода]

Симулация на много идентични атоми, претърпяващи радиоактивен разпад, започвайки с 4 атома на кутия (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.

Вероятностната 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).

Период на полуразпад на радиоизотопите[редактиране | редактиране на кода]

Списък на радиоизотопите с техния период на полуразпад
Име Символ Период на полуразпад
Тритий 12,3 години
Берилий 7 53,28 дни
Въглерод 11 20,4 минути
Въглерод 14 5730 години
Азот 13 10 минути
Азот 16 7.3 секунди
Кислород 15 2,04 (2,2 ?) минути
Флуор 18 112 минути
Натрий 22 2,6 години
Фосфор 32 14,2 (14,3 ?) дни
Сяра 35 87,5 дни
Калий 40 1,28 милиарда години
Скандий 46 84 дни
Хром 51 672 часа (27,7 дни ?)
Манган 54 310 дни
Желязо 52 498 минути
Желязо 59 45 дни
Кобалт 58 71 дни
Кобалт 60 5,27 години
Никел 63 100 години
Галий 67 78 часа
Криптон 85 10,4 години
Рубидий 87 4,7 милиарда години
Стронций 90 28,2 години
Итрий 90 2,7 дни
Цирконий 95 65 дни
Ниобий 95 35 дни
Молибден 99 67 часа
Технеций 99 211 100 години
Технеций 99 m 6 часа
Рутений 103 40 дни
Рутений 106 369 дни
Индий 111 67 дни
Индий 113 103 месеци
Телур 132 78 часа
Йод 123 13,2 часа
Йод 129 17 милиона години
Йод 131 8,02 à 8,04 дни
Йод 132 2,3 часа
Ксенон 133 127 часа
Ксенон 135 9 часа
Цезий 134 2,2 години
Цезий 135 3 милиона години
Цезий 137 30,15 до 30,2 години
Барий 140 12,8 дни
Лантан 140 40,2 часа
Тантал 182 114,4 дни
Рений 186 3,7 дни
Ербий 169 9,4 дни
Иридий 192 74 дни
Злато 198 2,7 дни
Талий 201 73,1 часа
Талий 208 3,07 минути
Олово 210 22,3 години
Олово 212 10,64 часа
Олово 214 26,8 минути
Бисмут 210 5,01 дни
Бисмут 212 60,6 минути
Бисмут 214 19,7 минути
Полоний 210 138 дни
Полоний 212 0,305 микросекунди
Полоний 214 164 микросекунди
Полоний 216 0,15 секунди
Полоний 218 3,05 минути
Радон 220 55,6 секунди
Радон 222 3,82 до 3,83 дни
Радий 224 3,66 дни
Радий 226 1620 години
Радий 228 5,75 години
Актиний 228 6,13 часа
Торий 228 1,91 години
Торий 230 75 380 (77 000 ?) години
Торий 232 14,1 милиарда години
Торий 234 24,1 дни
Протактиний 234m 1,17 минути
Уран-234 245 000 години
Уран-235 704 милиона години
Уран-238 4,47 милиарда години
Нептуний 237 2,14 милиона години
Нептуний 239 2,36 дни
Плутоний 238 88 години
Плутоний 239 24 110 години
Плутоний 240 6537 години
Плутоний 241 14 години
Америций 241 432,2 (456 ?) години
Америций 243 7370 (7650 ?) години
Кюрий 244 18 години


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.