半衰期
- 不可能知道一个特定的不稳定原子核何时会衰变
- 但是样品活性下降的速率是可以知道的
- 这就是所谓的半衰期
- 半衰期定义为:
一个放射性同位素样品的原子核数量减少一半所需的时间
- 换句话说,样品的活性下降到原来水平一半所需的时间
- 不同的同位素有不同的半衰期,半衰期的长度从几分之一秒到数十亿年不等
使用半衰期
- 科学家可以精确地测量不同同位素的半衰期:
- 铀-235的半衰期为7.04亿年
- 这意味着需要7.04亿年的时间,铀-235样品的活性才会下降到原来的一半
- 碳14的半衰期是5700年
- 所以5700年后,碳14只剩下原来的50%
- 经过两个半衰期,也就是1400年,碳14只剩下25%
- 在每个半衰期,剩余的量减少一半
该图显示了放射性样品的活度如何随时间变化。每当原来的活动减半,另一个半衰期就会过去
- 样品的活性从100%下降到50%所需要的时间就是半衰期
- 这与从50%活性降低到25%活性所需的时间长度相同
- 半衰期是常数对于特定的同位素
计算半衰期
- 为了计算样本的半衰期,程序是:
- 测量初始活动,一个0,样本的
- 确定这个原始活动的半衰期
- 测量活动如何随时间变化
- 活动减少到其原始值的一半所花费的时间为半衰期
工作的例子
放射性同位素锝广泛应用于医学。下图显示了样本的活性如何随时间变化。测定这种材料的半衰期。
第一步:在图上画线,确定锝降到原来活性一半所需的时间
第二步:从图中读出半衰期
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- 在上面的初始活动图中,一个0,等于8 × 107Bq
- 所需的时间减少到4 × 107Bq,或者1 / 2一个0,是6小时
- 减少到2 × 10所需的时间7Bq是6更多的小时
- 减少到1 × 10所需的时间7Bq是6更多的小时
- 因此,该同位素的半衰期为6个小时
工作的例子
一个特定的放射性样品含有200万个未衰变的原子。一年之后,只剩下50万个原子没有衰变。这种材料的半衰期是多少?
第一步:计算未衰变原子的数量减半了多少倍
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- 一开始有200万个原子
- 1 000 000原子会留在1半衰期
- 500 000原子会留在2半衰期
- 因此,样品经历了2个半衰期
步骤2:用半衰期数除以时间段
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- 时间段为一年
- 半衰期数是2
- 1年除以2等于半年或6个月
- 因此,半衰期为6个月