Poločas přeměny

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Poločas přeměny (obvykle označovaný T_½) je doba, za kterou se přemění polovina celkového počtu atomárních jader ve vzorku. Pro konkrétní izotop je konstantní. Má hodnotu od zlomku sekundy až po milióny let. Často se používá i termín poločas rozpadu, ale ten je méně obecný, protože ne každá radioaktivní přeměna představuje rozpad (například vyzáření fotonu gama záření z excitovaného jádra).

Pro konkrétní jádro nuklidu (atom určitého izotopu) nelze v principu určit, kdy dojde k přeměně. Kvantová mechanika jako pravděpodobnostní teorie umožňuje stanovit pouze pravděpodobnost, že k přeměně dojde v daném časovém úseku, například v následujících 10 minutách. Tento pravděpodobnostní charakter prakticky znamená, že máme-li vzorek látky běžné velikosti a tedy o velkém počtu nuklidů (srovnej Avogadrova konstanta), pak můžeme přesně vypočítat dobu, za jakou se přemění právě polovina přítomných jader.

[editovat] Izotopy

Stabilita izotopu se určuje právě na základě poločasu přeměny. Stabilní izotopy ho mají nekonečný, jádra se samovolně nepřeměňují. Za stabilnější je považován izotop s větším poločasem přeměny, protože jeho nuklidy v průměru déle vydrží být tím, čím jsou.

V přírodní směsi daného chemického prvku jsou určitá procentuální zastoupení několika jeho izotopů. Například vodík v oceánské vodě obsahuje 99.9844% protia (to jest atomy se samotným protonem v jádře) a 0.0156% deuteria, takzvaného těžkého vodíku, který má v jádře navíc vázaný jeden neutron. Oba izotopy jsou zcela stabilní. Krom toho existuje izotop vodíku se třemi nukleony zvaný tritium, který se v přírodní směsi nevyskytuje, vyrábí se uměle. Tritium je radioaktivním zářičem β s poločasem přeměny 12,36 let. Některé chemické prvky vůbec nemají stabilní izotopy, například radon. Některé se vyskytují v přírodě jak ve formě stabilních izotopů, tak i nestabilních. Například uhlík v atmosférickém oxidu uhličitém obsahuje díky kosmickému záření stálý podíl radioaktivního izotopu C14. Měření jeho procentuálního zastoupení v předmětech organického původu umožňuje určit jejich stáří díky známému poločasu přeměny (5715 let). Tento způsob měření stáří se nazývá radiokarbonová metoda datování.

[editovat] Příklady

Prvek	Izotop	Poločas rozpadu
Bismut	209Bi	cca. 1,9·1019 let
Thorium	232Th	14,05 miliard let
Uran	238U	4,468 miliard let
Plutonium	239Pu	24110 let
Uhlík	14C	5730 let
Radium	226Ra	1622 let
Cesium	137Cs	30 let
Tritium	3H	12,36 let
Síra	35S	87,5 dní
Radon	222Rn	3,8 dní
Francium	223Fr	22 minut
Thorium	223Th	0,9 sekundy
Polonium	212Po	0,3 µs
Beryllium	8Be	6.7 · 10-17 s