מחצית חיים – הבדלי גרסאות
שורה 55: | שורה 55: | ||
|- |
|- |
||
! 83 |
! 83 |
||
| [[Bismuth]] || <sup>209</sup>Bi || data-sort-value="19,000,000,000,000,000,000"|2 × 10<sup>19</sup> years |
| [[Bismuth]] || <sup>209</sup>Bi || data-sort-value="19,000,000,000,000,000,000"|2 × 10<sup>19</sup> years]] |
||
|- |
|- |
||
! 84 |
! 84 |
||
שורה 161: | שורה 161: | ||
! 118 |
! 118 |
||
| [[Ununoctium]] || <sup>294</sup>Uuo || data-sort-value="0.00089"|890 microseconds || [[Isotopes of ununoctium]] |
| [[Ununoctium]] || <sup>294</sup>Uuo || data-sort-value="0.00089"|890 microseconds || [[Isotopes of ununoctium]] |
||
|} |
|||
|}<small>(Note that for elements 108–118, the longest-lived known isotope is always the heaviest or second-heaviest (115) discovered thus far. This makes it seem likely that there are longer-lived undiscovered isotopes among the even heavier ones.)</small> |
|||
For comparison, the shortest-lived element with atomic number below 100 is [[francium]] (element 87) with a half-life of 22 minutes. |
|||
The [[half-life|half-lives]] of nuclei in the island of stability itself are unknown since none of the isotopes that would be "on the island" have been observed. Many physicists think they are relatively short, on the order of minutes or days.<ref name=physorg/> Some theoretical calculations indicate that their half-lives may be long, on the order of 10<sup>9</sup> years.<ref>{{cite journal |last=Oganessian |first=Yuri |title=Nuclei in the "Island of Stability" of Superheavy Elements |journal=Journal of Physics: Conference Series |volume=337 |issue=1 |at=012005 |doi=10.1088/1742-6596/337/1/012005|bibcode = 2012JPhCS.337a2005O }}</ref> |
|||
The alpha-decay half-lives of 1700 nuclei with 100 ≤ Z ≤ 130 have been calculated in a quantum tunneling model with both experimental and theoretical alpha-decay Q-values.<ref name="half-lifesall">{{Cite journal|journal=Phys. Rev. C|volume=73|page=014612|date= January 26, 2006 |title=α decay half-lives of new superheavy elements|author1=P. Roy Chowdhury |author2=C. Samanta |author3=D. N. Basu |doi=10.1103/PhysRevC.73.014612|arxiv = nucl-th/0507054 |bibcode = 2006PhRvC..73a4612C }}</ref><ref name="predictions">{{Cite journal|journal=Nucl. Phys. A|volume=789|pages=142–154|year=2007|title=Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements|author1=C. Samanta |author2=P. Roy Chowdhury |author3=D.N. Basu |doi=10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001|arxiv = nucl-th/0703086 |bibcode = 2007NuPhA.789..142S }}</ref><ref name="longlived">{{Cite journal|journal=Phys. Rev. C|volume=77|issue=4|page=044603|year=2008|title=Search for long lived heaviest nuclei beyond the valley of stability|author1=P. Roy Chowdhury |author2=C. Samanta |author3=D. N. Basu |doi=10.1103/PhysRevC.77.044603 |url=http://prc.aps.org/abstract/PRC/v77/i4/e044603|bibcode = 2008PhRvC..77d4603C |arxiv = 0802.3837 }}</ref><ref name="nuclear">{{Cite journal|journal=Atomic Data and Nuclear Data Tables|year=2008|title=Nuclear half-lives for α-radioactivity of elements with 100 < Z < 130|author1=P. Roy Chowdhury |author2=C. Samanta |author3=D. N. Basu |doi=10.1016/j.adt.2008.01.003|volume=94|issue=6|page=781|bibcode = 2008ADNDT..94..781C |arxiv = 0802.4161 }}</ref><ref name="decaychains">{{Cite journal|journal=Phys. Rev. C|volume=75|issue=4|page=047306|date= January 26, 2007 |title=α decay chains from element 113|author1=P. Roy Chowdhury |author2=D. N. Basu |author3=C. Samanta |doi=10.1103/PhysRevC.75.047306|bibcode = 2007PhRvC..75d7306C |arxiv = 0704.3927 }}</ref><ref name="tunneling">{{Cite journal|doi=10.1143/JPSJ.76.124201|title=Quantum tunneling in <sup>277</sup>112 and its alpha-decay chain|author1=Chhanda Samanta |author2=Devasish Narayan Basu |author3=Partha Roy Chowdhury |journal=[[Journal of the Physical Society of Japan]]|year=2007|volume=76|issue=12|pages=124201–124204|bibcode = 2007JPSJ...76l4201S |arxiv = 0708.4355 }}</ref> The theoretical calculations are in good agreement with the available experimental data. {{dubious||E.g. the values for No-260 and {{not a typo|-262}} in <ref name="nuclear"/> are of by ~5 orders of magnitude!|date=July 2012}} |
|||
A possible stronger decay mode for the heaviest superheavies was shown to be [[cluster decay]] by [[Dorin N. Poenaru]], R.A. Gherghescu, and [[Walter Greiner]].<ref name="cldec">{{Cite journal|journal=Phys. Rev. Lett. |volume=107|issue=6|page=062503|year= 2011 |title= Heavy-Particle Radioactivity of Superheavy Nuclei |author= [[Dorin N Poenaru]], R.A. Gherghescu, [[Walter Greiner]]|doi=10.1103/PhysRevLett.107.062503|bibcode = 2011PhRvL.107f2503P |arxiv = 1106.3271|url=http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.107.062503|pmid=21902317 }}</ref> |
|||
[[File:Periodic Table Radioactivity.svg|center|500px|thumb|Periodic table with elements colored according to the half-life of their most stable isotope. |
|||
{{legend|cyan|Stable elements.}} |
|||
{{legend|lime|Radioactive elements with half-lives of over four million years.}} |
|||
{{legend|yellow|Half-lives between 800 and 34,000 years.}} |
|||
{{legend|#FF6B00|Half-lives between 1 day and 103 years.}} |
|||
{{legend|red|Half-lives ranging between several minutes and 1 day.}} |
|||
{{legend|purple|Half-lives less than several minutes.}}]] |
|||
== ראו גם == |
== ראו גם == |
גרסה מ־12:41, 26 ביוני 2016
זמן מחצית החיים של איזוטופ רדיואקטיבי הוא הזמן הנחוץ למחצית מהאטומים של איזוטופ זה להתפרק ולהפוך ליסוד כימי אחר, ומשקף את מידת היציבות של האיזוטופ. דעיכה מעריכית רדיואקטיבית הוא נתון סטטיסטי בעל התפלגות מעריכית: הוא אינו מאפשר לנבא מתי אטום מסוים יתפרק, אלא מה שיעור האטומים שיתפרקו בפרק זמן נתון.
זמן מחצית החיים נע בין חלקיקי שנייה במקרה של איזוטופים רדיואקטיביים מאוד לא יציבים, ועד למיליארדי שנים לאיזוטופים יציבים במיוחד.
אף שהמושג זמן מחצית חיים הוא המקובל בעולם המדע, אין הוא מדויק מילולית, שכן אין מדובר במחצית אורך חיי החומר (זמן זה הוא אינסופי, שכן ההתפרקות היא תהליך אקספוננציאלי) אלא בזמן שבמהלכו יתפרקו מחצית מהאיזוטופים, כלומר זמן חיי המחצית. השימוש במושג זמן מחצית חיים התרחב גם לתחומים שמחוץ לרדיואקטיביות: בתהליכים כימיים מסוימים, קצב התהליך מושפע מריכוז החומרים המשתתפים בתהליך, וכך גם בהתפרקות של תרכובת. בהתאם לכך ניתן לדבר על זמן מחצית החיים של חומר ההדברה די-די-טי, שהוא הזמן שבו חצי מהחומר שרוסס בשדה מסוים מתפרק לחומרים אחרים.
חישובים
אם נתון אטום מסוים שזמן מחצית החיים שלו הינו יום, אז כאמור, לאחר יום כמותו תצטמצם לחצי, על מנת למצוא כמה ישאר לאחר 4 ימים החישוב פשוט מאוד: לאחר יום ישאר 1/2, לאחר יומיים ישאר 1/4, לאחר שלושה ימים 1/8 ולאחר ארבעה ימים: 1/16.
הגדרות
תהליך התפרקות רדיואקטיבית ניתן לתיאור על ידי אחת משלוש נוסחאות שקולות:
כאן:
- הכמות ההתחלתית של האיזוטופ (שניתנת למדידה בגרמים, מולים או מספר חלקיקים).
- כמות החומר שנותרה כעבור זמן .
- הוא זמן מחצית החיים.
- הוא הזמן שלוקח לכמות האיזוטופ לקטון בשיעור של e.
- מכונה "קבוע הדעיכה", ומאפיין את קצב ההתפרקות.
הפרמטרים , ו- מקיימים את השוויונות:
כאשר הוא הלוגריתם הטבעי של 2 (וערכו בקרוב 0.693).
זמן מחצית החיים של יסודות הטבלה המחזורית
בטבלה מוצג זמן מחצית החיים של האיזוטופ היציב ביותר של היסוד.
זמן מחצית החיים של יסודות 83 עד 118
הערך נמצא בשלבי עבודה: כדי למנוע התנגשויות עריכה ועבודה כפולה, אתם מתבקשים שלא לערוך את הערך בטרם תוסר ההודעה הזו, אלא אם כן תיאמתם זאת עם מניח התבנית.
| ||
הערך נמצא בשלבי עבודה: כדי למנוע התנגשויות עריכה ועבודה כפולה, אתם מתבקשים שלא לערוך את הערך בטרם תוסר ההודעה הזו, אלא אם כן תיאמתם זאת עם מניח התבנית. | |
כל היסודות בעלי מספר אטומי מעל 82 (עופרת) הינם בלתי-יציבים וזמן מחצית החיים באופן כללי יורד עם עליית המספר האטומי, החל מהיסוד היציב למדי אורניום (מספר 92) ועד היסוד הכבד ביותר 118. זמן מחצית החיים גדל בתחום היסודות 103 עד 105, יורד ביסוד 106 ועולה שוב קלות ביסודות 110 עד 114, מה שמרמז על התכנות אי של יציבות.
בטבלה מוצג זמן מחצית החיים של האיזוטופ היציב ביותר של היסוד בטווח.
ראו גם
- ^ Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks ((Hardcover, First Edition) ed.). Oxford University Press. pp. (pages 143, 144, 458). ISBN 0-19-850340-7.
- ^ Khuyagbaatar, J. (2014). "Ca48+Bk249 Fusion Reaction Leading to Element Z=117: Long-Lived α-Decaying Db270 and Discovery of Lr266". Phys. Rev. Lett. 112: 172501. Bibcode:2014PhRvL.112b2501S. doi:10.1103/PhysRevLett.112.022501. נבדק ב-8 במאי 2014.
{{cite journal}}
: (עזרה); פרמטר לא ידוע|lastauthoramp=
(הצעה:|name-list-style=
) (עזרה) - ^ Alexandra Witze (6 באפריל 2010). "Superheavy element 117 makes debut". נבדק ב-6 באפריל 2010.
{{cite web}}
: (עזרה)