研究助手が160 mgの放射性ナトリウム(Na ^ 24)を作り、45時間後に残ったのはわずか20 mgだったとしたら(Na ^ 24)の半減期は?

研究助手が160 mgの放射性ナトリウム(Na ^ 24)を作り、45時間後に残ったのはわずか20 mgだったとしたら(Na ^ 24)の半減期は?
Anonim

回答:

#color(青)(「半減期は15時間です。」)

説明:

次の式の方程式を見つける必要があります。

#A(t)= A(0)e ^(kt)#

どこで:

#bb(A(t))=# 時間t以降の金額

#bb(A(0)=# 開始時の金額すなわち、t 0である。

#bbk =# 成長/崩壊の要因

#bbe =# オイラー数

#bbt =# 時間、この場合は時間。

私たちは与えられています:

#A(0)= 160#

#A(45)= 20#

解く必要がある #bbk#:

#20 = 160e ^(45k)#

160で割る:

#1/8 = e ^(45k)#

両側の自然対数をとる:

#ln(1/8)= 45kln(e)#

#ln(e)= 1#

それゆえ:

#ln(1/8)= 45k#

45で割る:

#ln(1/8)/ 45 = k#

#:.#

#A(t)= 160e ^(t(ln(1/8)/ 45))#

#A(t)= 160e ^(t / 45(ln(1/8))#

#A(t)= 160(1/8)^(t / 45)#

定義上、半減期は開始量の半分の期間です。

#A(t)= 80#

だから我々はtのために解く必要があります:

#80 = 160 *(1/8)^(t / 45)#

#80/160 =(1/8)^(t / 45)#

#1/2 =(1/8)^(t / 45)#

自然対数をとる:

#ln(1/2)= t / 45ln(1/8)#

#45 *(ln(1/2))/(ln(1/8))= t = 15#

半減期は15時間です。

回答:

15時間

説明:

  • クイックウェイ

崩壊する物質の量が半分になると 半減期(それゆえに名前)、量を段階的に半分にすると、160から20になるには3段階が必要です。

  • #160〜80〜40〜20#

そして #45 = 3 * 15#

だから半減期は15年です。

  • より正式な方法

半減期のために #タウ#どこで #X(t)# 時間tに残っている量(質量/粒子数など)です。

#X(t)= X_o(1/2)^(t / tau)q四角形#

そう:

#X(0)= X_o、Xτ= X_o / 2、X(2τ)= X_o / 4、…#

に与えられている値をプラグインする #平方#:

#20 = 160 *(1/2)^(45 /タウ)#

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

#implies 45 / tau = 3はtau = 15を意味します#