الرئيسيةبحث

عمر النصف

فترة عمر النصف لمادة نشيطة إشعاعيا هو الزمن اللازم لنصف العينة المأخوذة من المادة ليحدث له تحلل إشعاعي .

وللتعميم ، فإنه في الدراسة الكمية للتحلل الأسي ، فإن فترة عمر النصف هو الزمن اللازم لكمية المادة لتصبح نصف قيمتها الأصلية . ( لن يتم مناقشة هذه النقطة بالتفصيل هنا ويمكن مراجعة موضوعات متعلقة بالأسفل )

بعد # من
عمر النصف		 نسبة الكمية
المتبقية
0 100%
1 50
2 25
3 12.5
4 6.25
5 3.125
6 1.5625
7 0.78125%

الجدول الموجود على اليسار يوضح نسبة الباقى من المادة مبنية على فترات عمر النصف التى تحدث للمادة .

الكميات التى يتم تعريفها بواسطة التحلل الأسي غالبا ما يتم تمييزها بالرمز N ( المعادلة القادمة تقترح رقم تحلل لعناصر منفصلة . ولكن هذا ليس صالحل لكل حالات التحلل الأسي ) لو أن الكمية يرمز لها بالرمز N ، فإن قيمة N في زمن قدره t يتم حسابه بالمعادلة :

N(t) = N_0 e^{-\lambda t} \,

حيث

عندما تكون t=0, يكون الوغاريتم قيمته تساوى 1, ويكون Nt مساوية لـN0. حيث t تقترب من اللانهاية, يقترب اللوغاريتم من الصفر.


وبالتحديد ، فإنه يوجد وقت t_{1/2} \, تصبح :

N(t_{1/2}) = N_0\cdot\frac{1}{2}

ووبالتعويض في المعادلة السابقة نحصل على :

N_0\cdot\frac{1}{2} = N_0 e^{-\lambda t_{1/2}} \,
e^{-\lambda t_{1/2}} = \frac{1}{2} \,
- \lambda t_{1/2} = \ln \frac{1}{2} = - \ln{2} \,
t_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda} \,

وعلى هذا فإن فترة عمر النصف تكون 69.3% من متوسط عمر النصف.


التحلل بطريقتان أو أكثر

العنصر النشيط إشعاعيا يمكن أن يتحلل بطريقتين أو أكثر . وهذه الطرق لها إمكنيات مختلفة لحدوثها ، ولذا فإن لكل منها فترة عمر نصف خاصة بها .

فمثلا لنظامين من أنظمة التحلل ، فإن كمية المادة المتبقية بعد زمن قدره t يتم حسابها من المعادلة :


N(t) = N_0 e^{-\lambda _1 t} e^{-\lambda _2 t} = N_0 e^{-(\lambda _1 + \lambda _2) t}

وبنفس النظام المتبع في القسم السابق ، يمكن حساب عمر النصف النهائي الجديد T _{1/2} \, كالتالى :

T_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda _1 + \lambda _2} \,

أو بالتعبير عنه بواسطة فترتي عمر النصف :

T_{1/2} = \frac{t _1 t _2}{t _1 + t_2} \,

حيث t _1 \, فترة عمر النصف بالطريقة الأولى t _2 \, فترة عمر النصف بالطريقة الثانية .

موضوعات متعلقة