Perioada de înjumătățireS. E. Friș, A.V. Timoreva, Curs de fizică generală, vol. 3, București: Editura Tehnică, 1965, p. 642 sau timpul de înjumătățire (t1⁄2) este durata de timp necesară pentru ca mărimea valorii unei cantități să scadă la jumătate față de valoarea ei, măsurată la începutul perioadei. Deși noțiunea poate descrie orice , ea este folosită în special în fizica și chimia nucleară pentru descrierea fenomenelor de dezintegrare radioactivă.
Termenul a fost folosit prima dată de Ernest Rutherford în 1907 John Ayto, "20th Century Words" (1989), Cambridge University Press în studiile privind determinarea vârstei rocilor prin măsurarea dezintegrării radiului în plumb 206 ().
Procesul de dezintegrare radioactivă în timp
Scăderea exponențială este un fenomen tipic radioactivității. Diminuarea masei unui element radioactiv este o mărime care scade exponențial în timp:
Probabilitatea ca un nucleu atomic să se dezintegreze într-un interval de timp care durează cât timpul de înjumătățire este de 50 %; această probabilitate crește în intervalul următor la 50 + 25 = 75 % (comparat cu starea inițială), apoi la 50 + 25 + 12,5 = 87,5 % ș.a.m.d. Astfel cantitatea substanței inițiale tinde cu timpul spre zero și aceasta dispare treptat, transformându-se în altă substanță.
Legea dezintegrării La o substanță radioactivă cu un număr N0 de nuclei are o activitate de -dN/dt
Perioade de înjumătățire scurse Restfracționar Restprocentual 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)
prin calcul diferențial:
După un timp t din numărul de nuclee N0 rămân numai N(t) nuclee. Numărul de atomi dezintegrați scade în funcție de factorul e. Perioada de înjumătățire: t1/2 se calculează după o constantă ln 2 :
Exemple de perioade de înjumătățire
În fizica atomică se consideră că fiecare nuclid are un timp de înjumătățire, timp în care se transformă în alți atomi: Elementul Izotopul Perioada de înjumătățireTelur 128Te ca. 7•1024 aniBismut 209Bi ca. 1,9•1019 aniThoriu232Th 14,05 miliarde aniUraniu 238U 4,468 miliarde aniUraniu 235U 704 milioane aniPlutoniu 239Pu 24110 aniCarbon 14C 5730 aniRadiu 226Ra 1602 aniPlutoniu 238Pu 87,74 aniCesiu 137Cs 30,2 ani Physical Review D, Vol. 50, Number 3, 1. Aug. 1994, Review of Particle Properties, p1270Tritiu 3H 12,36 aniSulf 35S 87,5 zileRadon 222Rn 3,8 zileFranciu 223Fr 22 minuteThoriu223Th 0,6 secundePoloniu 212Po 0,3 µsBeriliu 8Be 9 • 10-17 s
Note
Categorie:Radioactivitate Categorie:Funcții matematice Categorie:Cinetică chimică