방사성 동위원소의 반감기(half-life)는 어떤 원리로 정의되며, 이를 통해 물질의 양을 어떻게 계산할 수 있나요?
안녕하세요. 반감기란 원래 있던 양의 절반이 되는데 걸리는 시간을 의미하는데요, 방사성 동위원소의 반감기(half-life)는 어떤 원리로 정의되며, 이를 통해 물질의 양을 어떻게 계산할 수 있나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 방사성 동위원소의 반감기(T₁/₂)는 방사성 핵종이 불안정한 상태에서 더 안정된 상태로 자발적으로 붕괴하는 확률적 과정에 의해 정의되는데요, 이때 중요한 점은 개별 원자핵이 언제 붕괴할지는 예측할 수 없지만, 큰 수의 핵종 집단은 통계적으로 일정한 비율로 붕괴한다는 것입니다.
우선 반감기 T₁/₂는 N((t)가 초기 N0의 절반이 되는 데 걸리는 시간으로 정의되는 값인데요, 핵반응은 1차 반응에 속하기 때문에 이 반감기 값이 ln2/람다 값으로 일정하다는 특징이 있습니다. 예를 들어, 어떤 방사성 동위원소의 반감기가 10년이고 초기량이 80 g이라고 하면, 10년 후에는 40g, 20년 후에는 20g, 30년 후에는 10g이 되는 것입니다. 정리하면, 반감기는 붕괴 확률에 의해 정의된 일정한 시간 단위이며, 이를 이용해 물질의 양을 계산할 수 있는 기본 원리는 지수적 감소 법칙이라고 할 수 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
방사성 동위원소의 반감기는 원자핵이 붕귀하여 안정된 상태로 변하는데 걸리는 시간 입니다. 원자의 질량이 반으로 줄어들때의 시간이 규칙적인데 이를 활용하여 물질의 양이 언제 얼마나 줄어들지 예측할 수 있습니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
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