Калькулятор периода полураспада

Рассчитайте радиоактивный распад, остаточное количество и постоянную распада по начальному количеству, периоду полураспада и прошедшему времени.

Расчёт радиоактивного распада
Используйте одинаковые единицы для периода полураспада и прошедшего времени.

О периоде полураспада и радиоактивном распаде

Период полураспада — время, за которое количество радиоактивного вещества, нестабильных частиц, лекарства или другой экспоненциально убывающей величины уменьшается вдвое. Это не означает, что каждый отдельный атом исчезает в этот момент. На уровне частиц распад вероятностный, но большое их число следует предсказуемой экспоненциальной кривой. Калькулятор использует стандартную зависимость: N = N0, умноженное на одну вторую в степени отношения прошедшего времени к периоду полураспада. N0 — начальное количество, N — остаточное; обе величины времени должны иметь одинаковые единицы. Каждый полный период полураспада уменьшает количество вдвое. После одного остаётся 50 процентов, после двух — 25 процентов, после трёх — 12.5 процента. Дробное число периодов подчиняется тому же правилу. После 1.5 периода остаётся примерно 35.36 процента. Математическая модель непрерывно приближается к нулю, но никогда не достигает его точно. Реальные измерения со временем могут показывать ноль из-за предела обнаружения прибора или конечного числа атомов в образце. Постоянная распада — другой способ описать тот же процесс. Она обозначается lambda и равна натуральному логарифму двух, делённому на период полураспада. Чем больше постоянная, тем быстрее распад и короче период полураспада. Экспоненциальная форма N = N0 × exp(-lambda × t) эквивалентна используемой здесь форме через период полураспада. Калькулятор показывает остаточное количество и lambda, чтобы результаты можно было применять в химии, ядерной физике, фармакокинетике и экологических моделях. Количество можно вводить в граммах, килограммах, молях, атомах, отсчётах активности, единицах концентрации или других согласованных величинах. Поскольку формула вычисляет долю, результат сохраняет единицу начального количества. Время можно задавать в секундах, минутах, днях, годах или других единицах, если они одинаковы для периода полураспада и прошедшего времени. Период в годах нельзя напрямую сочетать с прошедшими днями без пересчёта. Такие расчёты применяют для радиоизотопного датирования, исследований лекарственных доз, планирования хранения изотопов, опытов с индикаторами и учебных упражнений. Идеальная экспоненциальная модель предполагает один процесс распада с постоянной во времени вероятностью. Цепочки распада, многокамерное биологическое выведение, меняющиеся условия среды или смеси изотопов могут потребовать более подробных моделей. В работах, важных для радиационной безопасности, используйте измеренные изотопные данные, учитывайте неопределённость и следуйте указаниям квалифицированных специалистов, а не полагайтесь только на простой учебный калькулятор.

Примеры расчёта полураспада

Исходные данныеОстатокПояснение
100 g, период полураспада 10 лет, прошло 20 лет25 gЗа два периода полураспада образец уменьшается до четверти.
80 mg, период полураспада 6 часов, прошло 6 часов40 mgПосле одного полного периода остаётся половина начального количества.
500 атомов, период полураспада 4 дня, прошло 12 днейОжидается 62.5 атомаПосле трёх периодов ожидаемое число частиц составляет одну восьмую начального.

Как пользоваться калькулятором полураспада

  1. Введите количество в начале рассматриваемого периода распада.
  2. Введите период полураспада и запомните единицу времени.
  3. Введите прошедшее время в той же единице, что и период полураспада.
  4. Нажмите «Рассчитать распад», чтобы увидеть остаточное количество и постоянную распада.

Частые вопросы о калькуляторе полураспада

Какую формулу использует калькулятор?

Используется N = N0 × (1/2)^(t/T), где T — период полураспада. Это эквивалентно экспоненциальному распаду с lambda = ln(2)/T.

Можно ли использовать любые единицы времени?

Да, подходят секунды, часы, дни и годы. Период полураспада и прошедшее время должны быть выражены в одинаковых единицах.

Может ли остаточное количество стать нулевым?

Непрерывная экспоненциальная модель приближается к нулю, не достигая его точно. В реальном конечном образце со временем может не остаться ни одного нераспавшегося атома.

Что такое постоянная распада?

Это вероятностная скорость распада, обозначаемая lambda. Она обратно пропорциональна периоду полураспада, поэтому более быстрому распаду соответствует большая постоянная.

Нужно ли задавать количество в граммах?

Нет, можно использовать любые согласованные единицы количества или активности. Результат сохраняет тот же тип единицы, что и начальное значение.