Poločas přeměny

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
(Přesměrováno z Poločas rozpadu)
Skočit na: Navigace, Hledání
Poločas přeměny - simulace
Izotopy a poločas přeměny
Světle modrá: Prvek tvořící alespoň jeden stabilní izotop. Zelená: Znatelně radioaktivní; prvek netvoří ani jeden stabilní izotop, poločas rozpadu nejstabilnějšího izotopu je mezi 34000 lety a 3.1019 let. Žlutá: Poměrně radioaktivní prvek; prvek netvoří ani jeden stabilní izotop, poločas rozpadu nejstabilnějšího izotopu je mezi 8 000 a 34 000 lety. Oranžová: Radioaktivní prvek; prvek netvoří ani jeden stabilní izotop, poločas rozpadu nejstabilnějšího izotopu je mezi jedním dnem a 108 lety. Rudá: Vysoce radioaktivní prvek; prvek netvoří ani jeden stabilní izotop, poločas rozpadu nejstabilnějšího izotopu je mezi 1 vteřinou a 1 dnem. Fialová: Extrémně radioaktivní prvek: prvek netvoří ani jeden stabilní izotop, poločas rozpadu nejstabilnějšího je nižší, než 1 vteřina.

Poločas přeměny (obvykle označovaný T½) 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 (určitého izotopu daného prvku) 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 (obsahující jediný radioaktivní nuklid) běžné velikosti a tedy o velkém počtu atomů (srovnej Avogadrova konstanta), pak můžeme přesně vypočítat dobu, za jakou se přemění právě polovina přítomných jader.

Izotopy[editovat | editovat zdroj]

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.

Příklady[editovat | editovat zdroj]

Příklady nejznámějších radioizotopů, řazeno dle poločasu přeměny.

Prvek Izotop Poločas rozpadu
Beryllium 8Be 6, 7 · 10-17 s[1]
Polonium 212Po 0, 3 µs[1]
Thorium 223Th 0, 9 sekundy[1]
Francium 223Fr 22 minut[1]
Síra 35S 87, 5 dní[1]
Kobalt 60Co 5, 27 let[2]
Tritium 3H 12, 36 let[1]
Cesium 137Cs 30, 17 let[2]
Radium 226Ra 1 622[1] / 1 602[2] let
Uhlík 14C 5 730 let[1][2]
Plutonium 239Pu 24 110[1] / 24 400[2] let
Uran 235U 710 milionů let[2]
Draslík 40K 1, 26 miliard let[2]
Uran 238U 4, 468[1] / 4, 51[2] miliard let
Thorium 232Th 14, 05[1] / 13, 9[2]miliard let
Bismut 209Bi cca 1, 9 · 1019 let[1]

Příbuzné veličiny[editovat | editovat zdroj]

Obecněji definovanou veličinou stejného charakteru je střední doba života, obvykle značená \tau\,. Pro exponenciální přeměnu lze souvislost s poločasem přeměny zapsat vztahem:

T_{1/2} = \tau\,\ln 2

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b c d e f g h i j k l Radioaktivita a jaderné reakce - Zákony radioaktivních přeměn [PDF online]. Gymnázium & SOŠPg Liberec Jeronýmova, [cit. 2011-03-02]. Dostupné online.  
  2. a b c d e f g h i ULLMANN, Vojtěch. Jaderná a radiační fyzika - Radionuklidy - Některé nejdůležitější radionuklidy [online]. Astro Nukl Fyzika, [cit. 2011-03-02]. Dostupné online.  

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]