Період напіврозпаду квантовомеханічною системи (частки, ядра, атома, енергетичного рівня і т. Д.) - час T½. протягом якого система розпадається з ймовірністю 1/2. Якщо розглядається ансамбль незалежних частинок, то протягом одного періоду напіврозпаду кількість тих, що вижили частинок зменшиться в середньому в 2 рази. Термін застосовується лише до експоненціально розпадаються системам.
Не слід вважати, що за два періоди напіврозпаду розпадуться всі частинки, взяті в початковий момент. Оскільки кожен період напіврозпаду зменшує число тих, що вижили частинок вдвічі, за час 2T½ залишиться чверть від початкового числа частинок, за 3T½ - одна восьма і т. Д. Взагалі, частка тих, хто вижив частинок (або, точніше, вірогідність виживання p для даної частинки) залежить від часу t наступним чином:
.
Період напіврозпаду, середній час життя і константа розпаду зв'язані наступними співвідношеннями, отриманими із закону радіоактивного розпаду:
.
Оскільки, період напіврозпаду приблизно на 30,7% коротше, ніж середній час життя.
На практиці період напіврозпаду визначають, вимірюючи активність досліджуваного препарату через певні проміжки часу. З огляду на, що активність препарату пропорційна кількості атомів розпадається речовини, і скориставшись законом радіоактивного розпаду. можна обчислити період напіврозпаду даного речовини [1].
Якщо позначити для даного моменту часу число ядер здатних до радіоактивного перетворення через N. а проміжок часу через t2 - t1. де t1 і t2 - досить близькі моменти часу (t1 Величини періодів напіврозпаду для різних ізотопів різні; для деяких, особливо швидко розпадаються, період напіврозпаду може бути рівним мільйонним часткам секунди, а для деяких ізотопів, як уран-238 і торій-232. він відповідно дорівнює 4,498 10 9 і 1,389 х 10 10 років. Легко підрахувати число атомів урану-238, що зазнають перетворення в даній кількості урану, наприклад, в одному кілограмі протягом однієї секунди. Кількість будь-якого елементу в грамах, чисельно рівне атомній вазі, містить, як відомо, 6,02 х 10 23 атомів. Тому згідно наведеної вище формулою n = KN (t2 - t1) знайдемо число атомів урану, що розпадаються в одному кілограмі в одну секунду, маючи на увазі, що в році 365 * 24 * 60 * 60 секунд, . Обчислення приводять до того, що в одному кілограмі урану протягом однієї секунди розпадається дванадцять мільйонів атомів. Незважаючи на таку величезну кількість, все ж швидкість перетворення дуже мала. Дійсно, в секунду розпадається наступна частина урану: . Таким чином, з наявної кількості урану в одну секунду розпадається його частка, рівна . Звертаючись знову до основного закону радіоактивного розпаду KN (t2 - t1), тобто до того факту, що з наявного числа атомних ядер в одиницю часу розпадається всього одна і та ж їх частка і, маючи до того ж з огляду на повну незалежність атомних ядер в якому -або речовині один від одного, можна сказати, що цей закон є статистичним в тому сенсі, що він не вказує які саме атомні ядра піддадуться розпаду в даний відрізок часу, а лише говорить про їх числі. Безсумнівно, цей закон зберігає силу лише для того випадку, коли наявне число ядер дуже велике. Деякі з атомних ядер розпадуться в найближчий момент, в той час як інші ядра будуть зазнавати перетворення значно пізніше, тому коли наявне число радіоактивних атомних ядер порівняно невелика, закон радіоактивного розпаду може і не виконуватися в усій суворості. Зразок містить 10 г ізотопу плутонію Pu-239 з періодом напіврозпаду 24 400 років. Скільки атомів плутонію розпадається щомиті? Ми вирахували миттєву швидкість розпаду. Кількість розпалися атомів обчислимо за формулою Остання формула дійсна тільки тоді, коли розглянутий період часу (в даному випадку - 1 секунда) значно менше, ніж період напіврозпаду. Коли розглянутий період часу можна порівняти з періодом напіврозпаду, слід користуватися формулою Ця формула придатна в будь-якому випадку, однак для малих періодів часу вимагає обчислень з дуже великою точністю. Для даної задачі: Якщо система з періодом напіврозпаду T1 / 2 може розпадатися по декількох каналах, для кожного з них можна визначити парціальний період напіврозпаду. Нехай ймовірність розпаду по i -му каналу (коефіцієнт розгалуження) дорівнює pi. Тоді парціальний період напіврозпаду по i -му каналу дорівнює . Парціальний має сенс періоду напіврозпаду, який був би у даної системи, якщо «вимкнути» всі канали розпаду, крім i-го. Тому що по визначенню, то для будь-якого каналу розпаду. У всіх спостерігалися випадках (крім деяких ізотопів, що розпадаються шляхом електронного захоплення) період напіврозпаду був постійним (окремі повідомлення про зміну періоду були викликані недостатньою точністю експерименту, зокрема, неповної очищенням від високоактивних ізотопів). У зв'язку з цим період напіврозпаду вважається незмінним. На цій підставі будується визначення абсолютного геологічного віку гірських порід, а також радіовуглецевий метод визначення віку біологічних останків. Припущення про змінюваність періоду напіврозпаду використовується креационистами. а також представниками т. зв. «Альтернативної науки» для спростування наукової датування гірських порід, залишків живих істот і історичних знахідок, з метою подальшого спростування наукових теорій, побудованих з використанням такого датування. (Див. Наприклад, статті Креационизм. Науковий креаціонізм. Критика еволюціонізму. Туринська плащаниця). Варіабельність постійної розпаду для електронного захоплення спостерігалася в експерименті, але вона лежить в межах відсотка у всьому доступному в лабораторії діапазоні тисків і температур. Період напіврозпаду в цьому випадку змінюється в зв'язку з деякою (досить слабкою) залежністю щільності хвильової функції орбітальних електронів в околиці ядра від тиску і температури. Істотні зміни постійної розпаду спостерігалися також для сильно іонізованих атомів (так, в граничному випадку повністю іонізованого ядра електронний захоплення може відбуватися тільки при взаємодії ядра з вільними електронами плазми; крім того, розпад, дозволений для нейтральних атомів, в деяких випадках для сильно іонізованих атомів може бути заборонений кинематически). Всі ці варіанти зміни постійних розпаду, очевидно, не можуть бути притягнуті для «спростування» радіохронологіческіх датувань, оскільки похибка самого радіохронометріческого методу для більшості ізотопів-хронометрів складає більше відсотка, а високоіонізованная атоми в природних об'єктах на Землі не можуть існувати скільки-небудь тривалий час . Пошук можливих варіацій періодів напіврозпаду радіоактивних ізотопів, як в даний час, так і протягом мільярдів років, цікавий в зв'язку з гіпотезою про варіації значень фундаментальних констант у фізиці (постійної тонкої структури. Константи Фермі і т. Д.). Однак ретельні вимірювання поки не принесли результату - в межах похибки експерименту зміни періодів напіврозпаду не були знайдені. Так, було показано, що за 4,6 млрд років константа α-розпаду самарію-147 змінилася не більше ніж на 0,75%, а для β-розпаду ренію-187 зміна за цей же час не перевищує 0,5% [2 ]; в обох випадках результати сумісні з відсутністю таких змін взагалі. Період напіврозпаду - період напіврозпаду, проміжок часу, протягом якого розпадається половина цієї кількості ядер радіоактивного ізотопу (які перетворюються в інший елемент або ізотоп). Вимірюється тільки період напіврозпаду, так як повного розпаду ні ... ... Науково-технічний енциклопедичний словник Період напіврозпаду - проміжок часу, протягом до якого вихідне число радіоактивних ядер в середньому зменшується вдвічі. При наявності N0 радіоактивних ядер в момент часу t = 0 їх число N убуває в часі за законом: N = N0e lt, де l постійна радіоактивного розпаду ... Фізична енциклопедія Період напіврозпаду - час, за яке розкладається половина вихідного радіоактивного матеріалу або пестициду. Екологічний енциклопедичний словник. Кишинів: Головна редакція Молдавської радянської енциклопедії. І.І. Дід ю. 1989 ... Екологічний словник Період напіврозпаду - проміжок часу T1 / 2, протягом якого кількість нестабільних ядер зменшується вдвічі. T1 / 2 = 0,693 / λ = 0,693 · τ, де λ постійна радіоактивного розпаду; τ середній час життя радіоактивного ядра. Див. Також Радіоактивність ... Російська енциклопедія з охорони праці період напіврозпаду - радіонукліда (Т1 / 2), проміжок часу, за який число радіоактивних ядер в середньому зменшується вдвічі. * * * Період напіврозпаду період напіврозпаду радіонукліда (T1 / 2), проміжок часу, за який початкове число радіоактивних атомів ... ... Енциклопедичний словник період напіврозпаду - pusėjimo trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. half life; half life period; half value time vok. Halbwertszeit, f; Rückenhalbwertsdauer, f; Rückenhalbwertzeit, f rus. час напіврозпаду, n; час полуспада, n; період напіврозпаду, m ... ... Fizikos terminų žodynas період напіврозпаду - skilimo pusėjimo trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. decay half time; decay period vok. Halbwertszeit des radioaktiven Zerfalls, f rus. час напіврозпаду, m; період напіврозпаду, m pranc. période de demi vie, f; période de ... ... Fizikos terminų žodynas Період напіврозпаду - (Т0,5) період розпаду в грунті і ін. Середовищах. Найчастіше дане значення характеризує втрату речовиною пестицидних властивостей на 50% ... Пестициди та регулятори росту рослин період напіврозпаду - pusėjimo trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vidutinis laiko tarpas, per kurį skyla pusė visų radioaktyviojo nuklido bandinio atomų. atitikmenys: angl. half life; half life period; half value time vok. Halbperiode, ... ... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Парціальний період напіврозпаду
Стабільність періоду напіврозпаду
Примітки
Дивитися що таке "Період напіврозпаду" в інших словниках:
Інші книги по запросу «Період напіврозпаду» >>
Схожі статті