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  • 1 # 手機使用者58903279720

    問題很好。其實測量方法說起來也很簡單。我們知道,衰變常數λ=原子核數量N/放射性活度A。就是λ=N/A。而半衰期=ln2/λ。這樣,只要測量出一定量的核素的數量及其放射性活度,就可以得到半衰期了。

    測量原子核數量其實就是測量原子數量,當然,用質譜儀來進行精密測量時,測定的是“離子數量”。而放射性活度的測量方法有許多種,特別專業,就不在這裡贅述了。

  • 2 # 章彥博

    測量一個元素的半衰期,並不需要真的等上那麼長的時間(整個半衰期)來測量之。只需要測量隨著時間變化,其輻射強度的變化就可以了。

    之所以可以這樣測量,是因為,大量的元素衰變,是一個連續的過程。不會存在這種情況:今天某個同位素的數量是一,在半衰期之前數量完全不變,而過了半衰期,數量立即變為二分之一。實際的情況是,它們的數量每天都在變化。

    要理解這一點,就要知道,元素的衰變是隨機的:在每一個時間段內,單個粒子都有可能衰變,或者不衰變。半衰期長的元素,衰變的機率低;半衰期短的元素,衰變的機率高。

    我們來做一個數學計算,假設在一段時間t內,元素衰變的機率是p,那麼過了T時間,它還存在的機率是多少呢?結果很簡單,

    如果在很短的一段時間內,p正比於t,即p=kt。那麼,上面的式子可以改寫為:

    我們假設k為1. t=0.01。我們看看P隨著T變化的影象:

    可以看到,P是相對連續變化的。可以在數學上證明,如果我們把觀測的時間間隔趨向於零,衰變機率P的變化形式是一個指數函式:

    而我們知道,指數函式的一個性質,就是在經過固定的時間後,原來的數值會變成之前的一半,或者什麼其他的比例。而同樣的,在知道了數量隨著時間變化的形式之後,就可以只測量一小段時間,去擬合這個函式,就能得到上面表示式中k的數值。有了k,就可以直接計算半衰期,而無需真的等那麼久去測量。

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