Élő közvetítés 16 rövid felezési idejű radionuklid bomlásáról

Az appletről

Fedőkép

A legördülő menüben 16 rövid felezési idejű (halflife) radionuklid látható. Ezek bomlása gyakorlatilag “élő időben” követhető a szimulációban. Minthogy a bomlás sebességi állandója (vagyis a λ bomlási állandó, mely a felezési idővel fordítva arányos) és a bomlásonként felszabaduló bomlási energia (Q-érték) nuklidonként változik, a kezdeti teljesítmények is eltérőek. Mindazonáltal ugyanazt az exponenciális törvényt követik, mint az anyanuklid atomszáma, ti. a bomlási sebesség (vagyis az A aktivitás), mely a P teljesítményt meghatározza (P = ΔE/Δt), maga is az N atomszámmal arányos (A = λN). A grafikon piros függőlegesei felezési időnként vannak behúzva. A kék vízszitesek fele annyira vannak a 0-tól, mint a fölöttük lévő.

Rollover kép

Beryllium-11 decays to Boron-11 with a halflife of 13.81 seconds:
A ¹¹Be radionuklid 13,81 s felezési idővel ¹¹B (stabil) nukliddá bomlik

Felezési idő

– Az applet minden radionuklidra megadja a „felezési időt”. Mit is jelent ez?

– A felezési idő azt az időtartamot jelenti, amely alatt a mintában lévő elbomlatlan atomok fele elbomlik. Egy adott radionuklidra a felezési idő mindig ugyanakkora; nem függ attól, hogy hány atom van, és attól sem, hogy a bomlatlan atomok mennyi időt éltek meg már előtte.

Például az applet azt mondja, hogy berillium-11 felezési ideje 13,81 másodperc. Mondjuk, hogy 16 gramm  ¹¹Be volt eredetileg. Vársz 13,81 másodpercet, és már csak 8 gramm maradt; a többi bór-11-gyé bomlott. Újabb 13,81 s, és már csak 4 g ¹¹Be van; még 13,81 s, és csak 2 g stb... Érted!?

– Hmmm...szóval amikor sok atom van még, akkor sok a bomlás is, ha pedig az atomok száma lecsökken, akkor a bomlások száma is kicsi. A felezési idő ugyanaz, de a fél egyre kevesebb atomot jelent. 

– Pontosan! Most pedig lássuk az appletet, amely élő időben mutatja az atomok bomlását.

Válassz egy radionuklidot a menüből, és nyomd meg a „Start” gombot. A felső képen látod, ahogy az atomok színe megváltozik: ez jelzi az elbomlásukat. Az alsó kép grafikonja az atomszám változását mutatja az idő előrehaladtával.

– Figyeld meg, milyen vehemens a bomlás eleinte, és hogyan tűnik lassabbnak, ahogy az idő halad. Ezt észreveheted a felső képen is a színek változásáből, és az alsó grafikonból is.

Azt is figyeld meg, a hogy a felső kép randomszerű mintázatot mutat. Ha újra lefuttatod az appletet, akkor a mintázat is más lesz, míg a grafikon nagyon hasonló képet mutat. Ez pontosan megfelel annak, hogy lehetetlen biztosan megmondani előre, hogy mely atomok fognak elbomlani legközelebb, míg azt, hogy hány atom bomlik el egy adott idő alatt, az viszonylag pontosan kiszámítható a felezési időből.