Ημιζωή

Στη ραδιενέργεια, ο χρόνος ημιζωής είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να αποσυντεθεί το ήμισυ των ατομικών πυρήνων ενός ραδιενεργού δείγματος (μεταβάλλεται αυθόρμητα σε άλλα πυρηνικά είδη εκπέμποντας σωματίδια και ενέργεια). Ή ισοδύναμα ο χρόνος που χρειάζεται για να μειωθεί κατά το ήμισυ ο αριθμός των αποσαθρώσεων ενός ραδιενεργού υλικού ανά δευτερόλεπτο.

Χρόνος ημιζωής

Ο χρόνος ημιζωής ορισμένων ασταθών ατομικών πυρήνων και ο τρόπος με τον οποίο διασπώνται είναι χαρακτηριστικά. Οι διαδικασίες της διάσπασης άλφα και βήτα είναι γενικά πιο αργές από τη διάσπαση γάμμα. Η αποσύνθεση βήτα έχει χρόνο ημιζωής έως και ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου. Παρόλο που έχει παρατηρηθεί ένα ευρύ φάσμα ημιζωών για την εκπομπή γάμμα, η ημιζωή της διάσπασης γάμμα μπορεί να είναι μικρή για μέτρηση.

Η διάρκεια ημιζωής είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να πέσει μια ποσότητα στο μισό της αρχικής της τιμής. Το t1/2 είναι το σύμβολο για αυτό. Χρησιμοποιείται κυρίως στο αρχαιολογικό τμήμα για τον προσδιορισμό της ηλικίας των πετρωμάτων, αλλά είναι επίσης πολύτιμο στην έρευνα της διάσπασης των ραδιενεργών στοιχείων. Τα ραδιενεργά στοιχεία είναι ασταθή υλικά που διαλύονται σε άλλα σταθερά στοιχεία, απελευθερώνοντας ραδιενεργή ενέργεια με τη μορφή κυμάτων στη διαδικασία.

Ορισμός ημιζωής

Η ραδιενεργή διάσπαση είναι τυχαία και οι μετρημένοι χρόνοι ημιζωής βασίζονται στον πιο πιθανό ρυθμό. Γνωρίζουμε ότι ένας πυρήνας θα αποσυντεθεί κάποια στιγμή. απλά δεν μπορούμε να προβλέψουμε πότε. Θα μπορούσε να είναι οπουδήποτε μεταξύ της στιγμιαίας και της συνολικής ηλικίας του σύμπαντος. Αν και οι επιστήμονες έχουν ορίσει χρόνους ημιζωής για διαφορετικά στοιχεία, το ακριβές ποσοστό είναι εντελώς τυχαίο.

Κατανόηση της έννοιας με πείραμα 

Για να κατανοήσουμε πώς συμβαίνει η ραδιενεργή διάσπαση, ας κάνουμε ένα πείραμα με μια μεγάλη ομάδα ανθρώπων, επειδή η στατιστική ανάλυση θα δώσει ένα εύλογα προφανές αποτέλεσμα.

Σκεφτείτε το ακόλουθο σενάριο:Σχεδόν 1000 άτομα συγκεντρώνονται σε μια αίθουσα, και σε καθένα δίνεται ένα νόμισμα. Το νόμισμα θα αντιπροσώπευε την ικανότητα διάσπασης και κάθε άτομο θα αντιπροσώπευε ένα ραδιενεργό άτομο. Μπορεί να ζητηθεί από τα άτομα να πετάξουν τα χρήματά τους μία φορά κάθε λεπτό. Εάν το αποτέλεσμα της εκτίναξης είναι κεφάλια, μπορεί να ζητηθεί από το άτομο να φύγει από το δωμάτιο (υποδηλώνει αποσύνθεση του ατόμου) και εάν το αποτέλεσμα είναι ουρές, δεν χρειάζεται να κάνετε τίποτα παρά να περιμένετε ένα λεπτό για άλλη μια προσπάθεια εκτίναξης.

Τύπος ημιζωής 

Ο χρόνος ημιζωής ενός δείγματος αναφέρεται στο χρόνο που χρειάζεται για να ανταποκριθεί το μισό δείγμα ή στο χρόνο που χρειάζεται για να μειωθεί μια ποσότητα από την αρχική της τιμή στο μισό. Στην πυρηνική φυσική, ο τύπος ημιζωής χρησιμοποιείται για να εξηγήσει τον ρυθμό με τον οποίο ένα άτομο υφίσταται ραδιενεργή διάσπαση. Ο τύπος ημιζωής προκύπτει πολλαπλασιάζοντας το 0,693 με τη σταθερά. Η σταθερά αποσύνθεσης ή αποσύνθεσης ορίζεται εδώ.

Φόρμουλα ημιζωής 

t1/2=0,693/λ

Το t1/2 είναι η ημιζωή 

Το λ είναι σταθερό

Τύπες ημιζωής

N(t) =Όχι (½)t / t½ 

N(t) =Noe– λt

Όχι =η αρχική ποσότητα της ουσίας

N(t) =η ποσότητα που περισσεύει

t1⁄2 =χρόνος ημιζωής

τ =μέση διάρκεια ζωής της ποσότητας σε αποσύνθεση

λ =σταθερά αποσύνθεσης

Συμπέρασμα

Η κατανόηση του χρόνου ημιζωής έχει πολλές πρακτικές συνέπειες, που κυμαίνονται από την εκτίμηση του πότε τα ραδιενεργά υλικά θα γίνουν ασφαλή έως τον καθορισμό αποτελεσματικών θεραπευτικών δόσεων, όπως έχουμε δει. Οι μισές ζωές δείχνουν επίσης ότι μπορεί να σπαταλάμε τον χρόνο μας αν αφιερώνουμε χρόνο στην κατανόηση κάτι που αλλάζει συχνά.