Inleiding tot de Scheikunde

Term

• halfwaardetijdDe tijd die nodig is om de helft van de kernen in een monster van een specifieke isotoop radioactief verval te laten ondergaan.

Verbindingssnelheden

Radioactief verval is een willekeurig proces op het niveau van één atoom; het is onmogelijk om precies te voorspellen wanneer een bepaald atoom zal vervallen. De kans dat een bepaald atoom zal vervallen is echter constant in de tijd. Voor een groot aantal atomen kan de vervalsnelheid voor de hele verzameling worden berekend uit de gemeten vervalconstanten van de nucliden, of, equivalente, uit de halfwaardetijden.

Gezien van een monster van een bepaalde radionuclide, is de halfwaardetijd de tijd die de helft van de atomen nodig heeft om te vervallen. De volgende vergelijking wordt gebruikt om te voorspellen hoeveel atomen (N) van een bepaald radioactief monster na een bepaalde tijd (t) overblijven:

N={N}_{0}{e}^{-lamda t}

In deze vergelijking is λ, uitgesproken als “lambda”, de vervalconstante, die het omgekeerde is van de gemiddelde levensduur, en N0 is de waarde van N op t=0. De vergelijking geeft aan dat de vervalconstante λ eenheden van t-1 heeft.

De halfwaardetijd is gerelateerd aan de vervalconstante. Als je N = \frac{N_0}{2} en t = t1/2 stelt, krijg je het volgende:

{t}_{1/2}=\frac{ln2}{\lambda}

De relatie tussen de halveringstijd en de vervalconstante laat zien dat hoogradioactieve stoffen snel uitgeput raken, terwijl stoffen die zwak stralen langer meegaan. De halfwaardetijden lopen sterk uiteen; de halfwaardetijd van 209Bi is 1019 jaar, terwijl instabiele nucliden halfwaardetijden kunnen hebben die zo kort zijn gemeten als 10-23 seconden.

Voorbeeld

Wat is de halfwaardetijd van element X als het 36 dagen duurt om te vervallen van 50 gram tot 12.5 gram?

50 gram naar 25 gram is één halfwaardetijd.

25 gram naar 12,5 gram is nog een halfwaardetijd.

Om 50 gram naar 12,5 gram te laten vervallen, moeten er dus twee halfwaardetijden verstrijken, die in totaal 36 dagen in beslag zouden nemen. Dit betekent dat elke halfwaardetijd voor element X 18 dagen is.

http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactivity
Wikipedia
CC BY-SA 3.0.

http://en.wikipedia.org/wiki/Half-life
Wikipedia
GNU FDL.