半衰期(T 1 / 2 T_{1/2}T1/2)是指放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间。
以下是一些常见的半衰期相关计算公式: 基本公式 衰变定律公式:N = N 0 ( 1 2 ) t T 1 / 2 N = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}N=N0(21)T1/2t 其中N NN是经过时间t tt后剩余的原子核数目; N 0 N_0N0是初始时刻的原子核数目; T 1 / 2 T_{1/2}T1/2是半衰期; t tt是经历的时间。
该公式描述了放射性物质随时间衰变的规律,即随着时间推移,剩余的放射性原子核数量按指数规律减少。
由衰变定律推导半衰期公式 当t = T 1 / 2 t = T_{1/2}t=T1/2时,此时N = N 0 2 N=\frac{N_0}{2}N=2N0,代入衰变定律公式N = N 0 ( 1 2 ) t T 1 / 2 N = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}N=N0(21)T1/2t可得: N 0 2 = N 0 ( 1 2 ) T 1 / 2 T 1 / 2 \frac{N_0}{2}=N_0\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{T_{1/2}}{T_{1/2}}}2N0=N0(21)T1/2T1/2,由此可知半衰期T 1 / 2 T_{1/2}T1/2与衰变常数λ \lambdaλ的关系还可以通过另一个常用公式表示为T 1 / 2 = ln 2 λ T_{1/2}=\frac{\ln2}{\lambda}T1/2=λln2 这里λ \lambdaλ是衰变常数,表示单位时间内发生衰变的概率。
衰变常数越大,衰变越快,半衰期越短 。
活度与半衰期关系公式 放射性活度(A AA)是指单位时间内发生衰变的原子核数,初始活度A 0 = λ N 0 A_0=\lambda N_0A0=λN0,经过时间t tt后的活度A = λ N A = \lambda NA=λN。
结合衰变定律公式N = N 0 ( 1 2 ) t T 1 / 2 N = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}N=N0(21)T1/2t可得:A = A 0 ( 1 2 ) t T 1 / 2 A = A_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}A=A0(21)T1/2t 此公式用于计算不同时刻放射性物质的活度变化情况。