Период на полуразпад
Изминали периоди на полуразпад |
Оставаща част |
Оставащ процент | |
---|---|---|---|
0 | 1⁄1 | 100 | |
1 | 1⁄2 | 50 | |
2 | 1⁄4 | 25 | |
3 | 1⁄8 | 12 | ,5 |
4 | 1⁄16 | 6 | ,25 |
5 | 1⁄32 | 3 | ,125 |
6 | 1⁄64 | 1 | ,563 |
7 | 1⁄128 | 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
редактиранеПериодът 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
редактиранеЕкспоненциалният 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
редактиранеИме | 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- ↑ John Ayto, 20th Century Words (1989), Cambridge University Press.
- ↑ Chivers, Sidney. Re: What happens durring half lifes [sic] when there is only one atom left? // MADSCI.org, 16 март 2003.
- ↑ Radioactive-Decay Model // Exploratorium.edu. Архивиран от оригинала на 2015-10-16. Посетен на 25 април 2012.
- ↑ Wallin, John. Assignment #2: Data, Simulations, and Analytic Science in Decay // Astro.GLU.edu, септември 1996. Архивиран от оригинала на 2011-09-29. Посетен на 2018-09-06.