Etusivu
Tehtävät
Kirjanmerkit
Puoliintumisaika
Hanki lisää sisältöä päivittämällä
True or false? Knowing the half-life of a radioactive isotope helps us estimate how high its activity is after a certain period of time.
Tämä metallinpala säteilee. Se on radioaktiivinen. Tämä tarkoittaa, että osa sen atomeista hajoaa. Siten radioaktiivisia hiukkasia on vähemmän ja vähemmän. Miten se vaikuttaa metallin radioaktiivisuuteen?
Leon havainnollistaa asiaa. Hän leipoo 64 keksiä ja jättää ne keittiöön. Hän haluaa nähdä, miten kauan menee, että keksit on syöty. Leon ei voi ennustaa tarkalleen, milloin kukin keksi tulee syödyksi, mutta hän tarkkailee, miten nopeasti keksit hupenevat. Leon kirjaa joka päivä muistiin, montako keksiä on jäljellä.
Pian hän voi tehdä havainnoistaan kuvaajan. Pystyakselilla näkyy keksien lukumäärä välillä 0–64. Vaaka-akselilla näkyy kuluneiden päivien määrä. Alussa vastaleivotut, herkullisen tuoksuiset keksit katosivat nopeasti. Yhden päivän jälkeen puolet oli jo syöty.
Jäljellä oli vain 32 keksiä. Toisen päivän aikana luku putosi kuuteentoista. Mitä vähemmän keksejä oli jäljellä, sitä vähemmän niitä syötiin. Kolmen päivän jälkeen jäljellä oli kahdeksan. Neljän päivän jälkeen – neljä.
Viiden päivän jälkeen – kaksi. Kuudentena päivänä jäljellä oli vain yksi väljähtänyt keksi. Kuvaaja näyttää, kuinka keksien määrä muuttuu ajan myötä. Keksien määrä väheni puolella päivittäin. Mitä kekseillä on tekemistä radioaktiivisuuden kanssa?
Leonin kokeessa ajan kuluessa keksejä oli koko ajan vähemmän jäljellä. Sama tapahtuu radioaktiiviselle aineelle. Ajan kuluessa hajoavia, epävakaita atomiytimiä on vähemmän. Jos hajoamisesta piirtää kuvaajan, jossa radioaktiiviset ytimet ovat pystyakselilla, ja aika vaaka-akselilla, kuvaaja näyttää hyvin samanlaiselta kuin Leonin piirtämä. Ytimien lukumäärän puolittumiseen kuluva aika on aina sama tietyllä radioaktiivisella isotoopilla.
Tämä on puoliintumisaika. Geigermittarin kaltaisen laitteen avulla voi mitata radioaktiivisten ytimien hajoamisnopeutta. Sitä kutsutaan aktiivisuudeksi. Ja katso! Kun radioaktiivisten ytimien määrä on laskenut puolella, hajoavia ytimiä on jäljellä puolet.
Aktiivisuus on siis myös puolittunut samassa ajassa. Puoliintumisaika voidaan siis määritellä kahdella tavalla: radioaktiivisten ydinten määrän puoliintumiseen tarvittava aika; ja aika joka tarvitaan radioaktiivisen aineen aktiivisuuden puoliintumiseen! Isotooppien puoliintumisajan tietäminen auttaa arvioimaan kuinka suuri osa aineesta on vielä radioaktiivista. Ja kuinka suurta aktiivisuus on tietyn ajan jälkeen. Katsotaan esimerkkiä!
Tämän radioaktiivisen materiaalin aktiivisuus on alussa 240 hajoamista per sekunti. Sen puoliintumisaika on 10 päivää. Osaatko laskea, kuinka suurta sen aktiivisuus on 20 päivän jälkeen? 10 päivän kuluessa alkuperäinen aktiivisuus puolittuu eli 240 jaettuna kahdella... eli 120 hajoamista per sekunti!
20 päivän jälkeen aktiivisuus puoliintuu jälleen eli 120 jaettuna kahdella... 20 päivän jälkeen aktiivisuus on 60 hajoamista per sekunti! Osaatko laskea, monessako päivässä aktiivisuus laskee viiteentoista per sekunti? Montako puoliintumisaikaa se on?