Halbwertszeit
Berechnen Sie radioaktiven Zerfall und verbleibende Menge
So nutzen Sie Halbwertszeit
- 1Geben Sie die Anfangsmenge und die Substanzhalbwertszeit ein.
- 2Geben Sie die Zeit ein, die vergeht, oder das Guthaben, das Sie sammeln möchten.
- 3Sehen Sie sich die verbleibende Menge und die Anzahl der Halbwertszeiten an, die vergangen sind.
Wie Halbwertszeit-Zerfall funktioniert
N(t) = N0 × (1/2)^(t / t_half)Halbwertszeit ist die Zeit, die es braucht, um eine bestimmte Menge an Zerfall zu halbieren; sowohl radioaktiver als auch chemischer Zerfall folgen diesem Indexmuster.
Infolge des Indexrückgangs wird das intratemporale Niveau jedes einzelnen um die Hälfte reduziert und wird für einen begrenzten Zeitraum niemals wirklich Null sein.
Die Kernformel für Halbwertszeit ist N(t) = N0 x (1/2)^ (t/t1⁄2), von denen t1⁄2 Halbwertszeit ist. Es beschreibt den Indexrückgang**, nicht den linearen Rückgang - die kritischste Wahrnehmung. Intuitiv denken viele Leute, dass "zwei Halbwertszeiten alle weg sind" und dass 25 Prozent bleiben; nach fünf Halbwertszeiten bleiben 3,125 Prozent. Es wird normalerweise angenommen, dass nach 10 Halbwertszeiten die Substanz im Grunde "verschwunden" ist (ungefähr eine von 1.000).
Die Halbwertszeiten von gängigen Radioisotopen sind extrem breit und reichen von Stunden bis Milliarden von Jahren: etwa 5.530 Jahre Kohlenstoff-14 (die Basis eines archäologischen Jahres, das die Schwelle von etwa 50.000 Jahren überschreitet), etwa 8 Tage Jod-131 (für die Schilddrüsenbehandlung, die Hälfte sinkt in mehr als einer Woche), etwa 4,5 Milliarden Jahre Uran-238 (gleich dem Alter der Erde, für ein Jahr der Geometrie), und etwa 6 Stunden Thium-99m (das medizinische Profil, kurze Halbwertszeit bedeutet, dass der Patient für eine kurze Zeit der Strahlung ausgesetzt ist). Halbwertszeiten sind eine der wichtigsten Überlegungen bei der Auswahl, welche Isotope getestet oder behandelt werden.
| Nach Halbwertszeit | Restbetrag | Verbleibender Prozentsatz | Verfallen |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 100% | 0% |
| 1 | 1/2 | 50% | 50% |
| 2 | 1/4 | 25% | 75% |
| 3 | 1/8 | 12.5% | 87.5% |
| 4 | 1/16 | 6.25% | 93.75% |
| 5 | 1/32 | 3.125% | 96.875% |
| 10 | 1/1024 | Etwa 0,098 % | 99,9 Prozent |
Der verbleibende Anteil nach verschiedenen Halbwertszeiten
Häufige Fragen
Was ist die Halbwertszeit?
Es dauert die Hälfte der Zeit für den materiellen Zerfall.
Wird es Null sein?
Es kommt nur nahe; eine Sekunde einer Halbwertszeit nach n.
Halbwertszeit ist nur für Strahlung?
Nein, es beschreibt auch viele Level-I-Prozesse, wie Medikamentenentfernung und Kühlung.
Wird die Halbwertszeit durch Temperatur, Druck beeinflusst?
Die Halbwertszeit des radioaktiven Zerfalls wird von äußeren Bedingungen wie Temperatur, Druck, chemischem Zustand, der das Hauptmerkmal für seinen Unterschied zur Geschwindigkeit der chemischen Reaktion ist, fast nicht beeinflusst. Abnehmen ist ein Prozess innerhalb des atomaren Kernkerns, und externe Energie ist bei weitem nicht ausreichend, um den nuklearen inneren Zustand zu verändern. Deshalb ist Kohlenstoff-14 seit Jahren zuverlässig - ob die Proben im Boden vergraben oder in Museen gelagert werden, mit konstanten Zerfallsraten. Sehr wenige der Ausnahmen beziehen sich auf den Zerfall der Elektroabscheidung, und die externe chemische Umgebung kann minimale (normalerweise weniger als 1 Prozent) Auswirkungen haben.
Ist eine Drogenhalbwertszeit und eine radioaktive Halbwertszeit eine Sache?
Mathematik sind die gleichen, aber unterschiedliche Mechanismen. Die Halbwertszeit des Arzneimittels bezieht sich auf die Zeit, die benötigt wird, um die Konzentration des Arzneimittels im Blut je nach Stoffwechsel und Ausscheidung zu halbieren, und wird durch Leber- und Nierenfunktion, Alter, kombinierte Verwendung usw. signifikant beeinflusst. Der praktische Punkt ist das Intervall zwischen den Medikamenten: Medikamente mit kurzen Halbwertszeiten müssen häufiger eingenommen werden, wobei einmal täglich lange Halbwertszeiten zur Verfügung stehen. Es wird allgemein angenommen, dass nach fünf Halbwertszeiten das Medikament im Wesentlichen aus dem Körper entfernt wird (etwa 3 Prozent verbleiben), was die Grundlage für die Bestimmung ist, wie lange es nach dem Entzug ersetzt werden kann.
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