Symulator rozpadu połowicznego

Czym jest okres półrozpadu?

Okres półrozpadu to czas potrzebny do rozpadnięcia się połowy substancji radioaktywnej (lub dowolnej ilości ulegającej zanikowi wykładniczemu). Po jednym okresie półrozpadu pozostaje 50%. Po dwóch — 25%. Po trzech — 12,5% i tak dalej. Pojęcie to dotyczy zaniku radioaktywnego, metabolizmu leków w organizmie, szybkości reakcji chemicznych, a nawet zaniku popularności treści internetowych.

Zanik przebiega zgodnie z krzywą wykładniczą: N(t) = N0 × (1/2)^(t/t_polowy), gdzie N0 to ilość początkowa, t to czas, który upłynął, a t_polowy to okres półrozpadu. Każda substancja ma charakterystyczny okres półrozpadu, który jest stały niezależnie od temperatury, ciśnienia ani ilości substancji.

Jak działają obliczenia okresu półrozpadu

Znając dwie z trzech zmiennych (ilość początkowa, ilość końcowa i czas, który upłynął) oraz okres półrozpadu, można obliczyć brakującą wartość. Typowe obliczenia obejmują: ile pozostaje po danym czasie, jak długo do pozostania tylko określonej ilości, i jaki jest okres półrozpadu przy znanych ilościach w dwóch różnych momentach.

Jak korzystać z tego narzędzia

Podaj okres półrozpadu, ilość początkową oraz albo czas, który upłynął (aby znaleźć pozostałą ilość), albo żądaną pozostałą ilość (aby znaleźć wymagany czas). Narzędzie generuje też krzywą zaniku pokazującą, jak ilość maleje w trakcie kolejnych półrozpadów.

Przykłady okresu półrozpadu

• Węgiel-14: 5730 lat. Używany do datowania archeologicznego materiałów organicznych do około 50 000 lat.
• Jod-131: 8,02 doby. Stosowany w leczeniu raka tarczycy i obrazowaniu medycznym.
• Uran-238: 4,47 miliarda lat. Używany do geologicznego datowania skał i samej Ziemi.
• Kofeina w organizmie: 3–5 godzin. Połowa kofeiny z porannej kawy znika do południa.

Często zadawane pytania

Czy substancja kiedykolwiek całkowicie się rozpada do zera?

Matematycznie zanik wykładniczy nigdy nie osiąga dokładnie zera — asymptotycznie się do niego zbliża. W praktyce po około 10 okresach półrozpadu (gdy pozostaje mniej niż 0,1%) substancję uważa się za praktycznie nieobecną. W przypadku materiałów radioaktywnych poszczególne atomy rozpadają się losowo, więc ostatnie kilka atomów w końcu wszystkie się rozpadnie.

Czy okres półrozpadu można zmienić lub kontrolować?

W przypadku zaniku radioaktywnego okres półrozpadu jest stałą właściwością każdego izotopu i nie można go zmienić za pomocą temperatury, ciśnienia, reakcji chemicznych ani żadnego zwykłego procesu fizycznego. Ta stałość sprawia, że metody datowania radioaktywnego są wiarygodne. Okresy półrozpadu leków w organizmie mogą się różnić w zależności od funkcji wątroby, wieku i innych leków.