Felezési idő



Képzeljünk el egy adott mennyiségű radioaktív anyagot! A radioaktív bomlás következtében egy adott mennyiségű sugárzó anyagban fogy az eredeti izotóp mennyisége. Ez a következőt jelenti:

Tegyük fel, hogy egy adott időpontban egyfajta radioaktív izotóp atommagjainak száma N. Jelölje T azt az időt, amely alatt a radioaktív magok száma a felére csökken.
Mérések igazolták, hogy újabb T idő elteltével ismét feleződik az adott izotóp radioaktív magjainak száma, majd T idő alatt újra és így tovább.


Azt az időt, amely alatt egy radioaktív anyagban a radioaktív magok száma a kezdeti érték felére csökken, felezési időnek nevezzük, amely jellemző az adott izotópra. A különböző radioaktív anyagok felezési ideje a tízmilliárd évtől a másodperc milliárdod részéig terjedhet.

Megjegyzés

Ez a szabályszerűség csak akkor igaz, ha nagyon sok radioaktív atommag található a vizsgált anyagban. Ez viszont általában teljesül, hiszen néhány gramm anyag több mint 1020 db atomot tartalmaz.


Tegyük fel, hogy a radioaktív magok száma kezdetben N0 és T felezési idő elteltével N, akkor
Tetszőleges idő elteltével:

A fenti egyenletből a radioaktív magok számát az idő függvényében az

exponenciális függvénnyel adhatjuk meg.

 

Megjegyzés

 Rengeteg kérdés merülhet fel a radioaktivitással kapcsolatban. Közülük néhány:

A kérdések teljesen érthetőek, és a klasszikus fizika megszokott jelenségei, megfigyelései alapján joggal várjuk a választ. Válasz nincs. Mindössze annyit mondhatunk, hogy a nagyon gondosan végzett, sokszor megismételt mérések ezt mutatják. Vannak olyan instabil atommagok, amelyek a következő pillanatban elbomlanak, mások pedig évmilliókig megmaradnak eredeti állapotukban. A jelenség oka az, hogy a mikrorészecskék világában nem érvényesek a klasszikus fizika törvényei. Egyetlen részecske esetén nem lehet az eseményeket előre megjósolni. Törvényszerűségek csak nagyon sok részecske együttesére állapíthatók meg. Törvény az, hogy T idő alatt a magok száma feleződik, de hogy melyik mag bomlik, illetve marad, az véletlenszerű. Ebben a világban a véletlen döntő szerepet játszik. Ez a fizikusok számára is nehezen elfogadható elmélet volt.