Каков период полураспада (Na ^ 24), если научный сотрудник сделал 160 мг радиоактивного натрия (Na ^ 24) и обнаружил, что осталось 45 мг только через 45 часов?

Каков период полураспада (Na ^ 24), если научный сотрудник сделал 160 мг радиоактивного натрия (Na ^ 24) и обнаружил, что осталось 45 мг только через 45 часов?
Anonim

Ответ:

#color (blue) ("Период полураспада составляет 15 часов.") #

Объяснение:

Нам нужно найти уравнение вида:

#A (т) = A (0) е ^ (кт) #

Куда:

#BB (А (т)) = # сумма после времени т.

#BB (А (0) = # сумма в начале. то есть t = 0.

# BBK = # фактор роста / распада.

# BBE = # Номер Эйлера.

# BBT = # время, в данном случае часов.

Нам дают:

#A (0) = 160 #

#A (45) = 20 #

Нам нужно решить для # # BBK:

# 20 = 160E ^ (45k) #

Разделите на 160:

# На 1/8 = е ^ (45k) #

Принимая натуральные логарифмы обеих сторон:

#ln (1/8) = 45kln (е) #

#ln (е) = 1 #

Следовательно:

#ln (1/8) = 45k #

Разделив на 45:

#ln (1/8) / 45 = к #

#:.#

#A (т) = 160E ^ (т (п (1/8) / 45)) #

#A (т) = 160E ^ (т / 45 (п (1/8)) #

#A (т) = 160 (1/8) ^ (т / 45) #

Поскольку по определению период полураспада - это период времени, когда у нас есть половина стартовой суммы:

#A (T) = 80 #

Таким образом, мы должны решить для т в:

# 80 = 160 * (1/8) ^ (т / 45) #

# 80/160 = (1/8) ^ (т / 45) #

# 1/2 = (1/8) ^ (т / 45) #

Принимая натуральные логарифмы:

#ln (1/2) = т / 45ln (1/8) #

# 45 * (п (1/2)) / (п (1/8)) = т = 15 #

Период полураспада составляет 15 часов.

Ответ:

15 часов

Объяснение:

  • Быстрый путь

Поскольку количество разлагающегося вещества уменьшается вдвое каждый период полураспада (отсюда и название), вдвое сумма в шагах требует 3 шага, чтобы получить от 160 до 20:

  • От 160 до 80 до 40 до 20 #

А также #45 = 3 * 15#

Таким образом, период полураспада составляет 15 лет.

  • Более формальный способ

Для периода полураспада #тау#, где # X (t) # количество (масса / количество частиц / и т.д.), оставшееся в момент времени t:

#X (t) = X_o (1/2) ^ (t / tau) квадратный квадрат #

Так:

#X (0) = X_o, X (tau) = X_o / 2, X (2tau) = X_o / 4, … #

Включение значений, которые даны в #площадь#:

# 20 = 160 * (1/2) ^ (45 / тау) #

#implies (1/2) ^ (45 / тау) = 1/8 qquad qquad = (1/2) ^ 3 #

# подразумевает 45 / тау = 3 подразумевает тау = 15 #