Porträtt av ett grundämne
Radioaktivitet · Halveringstid
Radioaktivitet. Ett grundbegrepp som binder samman många observationer inom kemi och fysik.
Börja med kärnan
Radioaktivitet. Ett grundbegrepp som binder samman många observationer inom kemi och fysik.
Radioaktivitet. Ett grundbegrepp som binder samman många observationer inom kemi och fysik.
Det hjälper oss att förstå observationer med hjälp av en modell i stället för att bara memorera dem.
Halveringstid. Ämnet kopplar kärnstruktur, mätbara storheter och statistiska lagar i modern fysik.
Halveringstid. Ämnet kopplar kärnstruktur, mätbara storheter och statistiska lagar i modern fysik.
Minneslös process
Radioaktivitet är spontan omvandling av en instabil atomkärna. För en enskild kärna går det inte att förutsäga exakt när sönderfallet sker, men en stor population följer en mycket exakt statistisk lag. Därför är radioaktivitet slumpmässig på mikronivå men förutsägbar i medelvärde.
Vid konstant sönderfallskonstant λ har en ännu osönderfallen kärna samma sannolikhet per tidsenhet att sönderfalla oavsett hur gammal den är. Processen är minneslös och leder till N(t)=N₀e^(−λt).
Halveringstiden T₁/₂=ln2/λ är den tid efter vilken det förväntade antalet kvarvarande kärnor har halverats. Efter två halveringstider återstår i medeltal en fjärdedel, efter tre en åttondel. För små antal kärnor kan statistiska fluktuationer bli tydliga.
Vid alfasönderfall avges en helium-4-kärna. Masstalet minskar med 4 och atomnumret med 2. Processen är vanlig i tunga kärnor där Coulombrepulsionen mellan protoner är stor.
Protonen har laddningen +e, elektronen −e och neutronen ingen nettoladdning. Om antalet protoner ändras får man ett annat grundämne. Om antalet neutroner ändras får man en isotop av samma grundämne. Om endast antalet elektroner ändras får man en jon, utan att kärnans identitet ändras.