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Transcript

반감기와

미적분

반감기란?

About

어떤 특정 방사성 핵종의 원자수가 방사성 붕괴에 의해서, 원래의 수의 반으로 줄어드는 데 걸리는 시간.

반감기는 왜 중요한가?

The

Science

반감기를 이용하여

어떠한 물질의 연대를 측정할 수 있어 고고학이나 우주탐사의 기초가 된다

+

Positive Aspects

배경에 있는 물리 이론이 탄탄하여 반박 여지가 적다

탄소동위원소 측정법처럼 대기성분을 이용할 수도 , 딸원소나 원래원소의 방사성 함유량을 가지고도 할 수 있어 방법이 다양하다

방사성 붕괴가 끝난후에도 그 사이에 일어난 변화를 사용하여 연대를 측정할 수 있다

반감기 공식

만들기

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시작 전 설정

시간 당 원자핵이 붕괴할 확률은 상수" .

이 상수를 Decay Constant, 붕괴 상수 라 부르고 λ(람다)를 써 표기

1단계 - 변수설정

어느 시각 t 를 가정하고

n(t) = t 시각에 붕괴되지 않은 원자들

시각 t와 미소 시각*아주 짧은 dt (t,t+dt) -t부터 t+dt 까지 시간-에서

λn(t)dt = 평균적으로 붕괴할 원자들

이라고 가정한다.

2단계-기본식 설정

방사성 물질이 붕괴하는 비율은 = λn(t)dt 을 시간으로 "적분"

붕괴율을 activity(의역: 방사능) 이라 정의하고 α(alpha)를 써서 표기

따라서 주어진 시각t에 대해서 방사성 물질의 방사능은

3단계

λn(t)dt 가 시간 dt 동안 붕괴를 의미하므로

dt 동안 붕괴하지 않는 핵자 수 앞에

- 부호를 붙여 다음과 같이 표기

시간 당 붕괴하지 않는 핵자수의 변화량에

음수를 곱한 것이 결국 시간 당 붕괴한 핵자수가 되기 때문

아랫첨자 0 이 붙은 것은 각각 "t = 0 에서 원자의 수" 를, "t = 0 에서 방사능" 을 의미

방사능은 지수적으로 감소

= 지수그래프의 형태로 나타난다

4단계 - 마무리

초기 방사능 값의 0.5배가 되는 시각을 따로 "Half-life", 반감기라 부르며 다음과 같이 표현

5단계 - 공식

반감기와 평균수명을 나타낸 그래프.

단 하나의 방사성 원자핵의 방사능은 위 그래프와 같다. 세로축은 방사능, 가로축은 시각

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