Під періодом напіврозпаду прийнято розуміти певний проміжок часу, за який встигає розпастися половина ядер даної кількості речовини (часток, ядер, атомів, енергетичних рівнів і т.д.). Дана величина є найбільш зручною в обігу, тому що повного розпаду речовини ніколи не відбувається. Розпалися атоми можуть утворювати якісь проміжні стани (ізотопи) або вступати у взаємодії з іншими елементами.
Інструкція
- Період напіврозпаду є постійним для відповідного речовини. На нього не впливають такі зовнішні фактори як тиск і температура. Однак, треба зазначити, що у ізотопів одного і того ж речовини значення шуканої величини може дуже сильно відрізнятися. При цьому зовсім не означає, що за два періоди напіврозпаду розпадеться все дана речовина. Початкове кількість атомів буде зменшуватися з заданої для нього ймовірністю в кожен період приблизно наполовину.
- Таким чином, наприклад, від десяти грамів ізотопів кисню-20, період напіврозпаду якого дорівнює 14 секундам, через 28 секунд залишиться 5 грам, а через 42 — 2,5 грама і так далі.
- Дану величину можна виразити, використовуючи наступну формулу (див. малюнок).
Тут τ — середній час життя атома речовини, а λ — константа розпаду. Оскільки ln2 = 0,693 … , Можна зробити висновок, що період напіврозпаду приблизно на 30% коротший, ніж час життя атома. - Приклад: нехай число радіоактивних ядер, здатних до перетворення за деякий недовгий проміжок часу t2 — t1 (t2 ˃ t1), становить N. Тоді число атомів, які розкладаються за цей час слід позначить через n = KN (t2 — t1), де К — коефіцієнт пропорційності дорівнює 0,693 / Т ^ 1 / 2.
За законом експоненціального розпаду, тобто коли в одиницю часу розпадається одне і те ж кількість речовини, для урану-238 можна розрахувати, що за рік розпадається наступна кількість речовини:
0,693 / (4,498 * 10 ^ 9 * 365 * 24 * 60 * 60) * 6.02 * 10 ^ 23/238 = 2 * 10 ^ 6, де 4,498 * 10 ^ 9 — період напіврозпаду, а 6,02 * 10 ^ 23 — кількість будь-якого елементу в грамах, що чисельно рівне атомній вазі.
