Halveringstid
Ei radioaktiv kjerne vil før eller sidan falla sund (eller desintegrera. på engelsk decay,) ved å senda ut radioaktiv stråling i form av fotoner (gammastråling), elektroner (betastråling) eller heliumkjerner (alfastråling). Dette er ein tilfeldig prosess. Det betyr at det er umulig å forutsjå nøyaktig når ei bestemt kjerne vil falla sund, men vi kan finna sannsynligheten for at det skal skje. Det viser seg at kvart grunnstoff har sin bestemte sundfallsrate, og dette er uttrykt ved ein stoffkonstant som vi kallar for halveringstida T1/2
Halveringstida er definert som den tida som medgår før mengden av et stoff (eller strålingens intensitet) er halvert.
Hvis vi altså startar med N0 kjerner vil vi etter tida T1/2 ha N0/2 kjerner igjen. Etter tida 2T1/2 vil vi ha halvparten av dette igjen, altså N0/4. Etter x halveringstider vil vi stå igjen med N(x) kjerner som er gitt ved
N(x) = N0 (1/2)x . Hvis vi vil ha N(x) som funksjon av tida t, så set vi at x = t/T1/2)
Antallet vil altså minka eksponensielt. Dette kan visast som figuren under.
Figur
: Mengden av radioaktive kjerner N som funksjon av antal halveringstider x.
Dei fleste naturlige radioaktive stoff vart danna samtidig med jordkloden. Når vi fortsatt finn radioaktive stoff i våre omgivelser, betyr det at halveringstida for disse stoffa er av samme størrelsesorden som jordas levealder, dvs. noen milliarder år. eks. Andre naturlige radioaktive stoff blir laga kontinuerlig av prosessar i naturen td. kosmisk stråling, og kan derfor ha lavare halveringstider. Kunstig radioaktive stoff som ... kan ha er halveringstida mykje lavare ..
Radioaktivitet
Styrken eller
aktiviteten A til en radioaktiv kilde, det vil si antall desintegrasjoner pr.
sekund (becqurel), er gitt på som endringen av mengden per tid, eller når vi
går til grensen t = 0, den tidsderiverte av mengden:
A = - N'(x) = l· N (3.1)
der l = ln2 / T1/2 = 0,693 / T1/2
Aktiviteten følgjer altså akkurat same lov som mengden. der l er en konstant som kalles "desintegrasjonskonstanten" (l varierer fra isotop til isotop). N er antall radioaktive atomer som før eller senere vil desintegrere. Det negative fortegnet skyldes at dN er negativ (dvs. N avtar). Likningen sier at jo flere radioaktive atomer en har, dess sterkere er kilden.