Cum sunt rezolvate problemele de decădere radioactivă?

Problemele de dezintegrare radioactivă sunt rezolvate prin folosirea unei formule de dezintegrare exponențială, unde cantitatea finală de material radioactiv este egală cu cantitatea inițială de la e la puterea k ori. Înlocuirea simplă a valorilor cunoscute va determina valoarea necunoscută.

Formula de degradare exponențială este scrisă ca A = A0e ^ kt, unde A0 reprezintă cantitatea inițială de material radioactiv, A este cantitatea finală de material, k este o indicație constantă a timpului de înjumătățire, t este timpul și simbolul ^ înseamnă la puterea lui. Simbolul e este un concept matematic care reprezintă baza unui logaritm natural.

O problemă tipică de dezintegrare radioactivă ar putea spune, după două zile, că un eșantion de carbon-14 a degradat 75%, deci care este timpul de înjumătățire plasmatică? Pentru a face problema ușoară, presupuneți 100 de grame pentru masa originală. Deci 75 = 100e ^ 2k, sau 0,75 = e ^ 2k.

Luați ln (jurnalul) ambelor părți. Un calculator de grafică dă ln din partea stângă a ecuației. Ln e e egal cu puterea e. Deci, ln de e ^ 2k este egal cu 2k. Combinată, ecuația devine -0,3 = 2k, iar k este egală cu -0,15.

Pentru a obține timpul de înjumătățire, introduceți k în formula atunci când A = 1 /2A0 și rezolvați pentru t. În acest caz, timpul de înjumătățire este de 4,67 zile. Formula poate fi, de asemenea, simplificată la A = A0 * 2 ^ (- t /h), unde h este timpul de înjumătățire. Cu toate acestea, prima metodă este mai precisă.