علوم وفضاء

تنصيف النشاط الكلي: لماذا تختلف المدتان في خليط؟

تنصيفان متتاليان بفترتين مختلفتين
الزمن أسفل كل قيمة محسوب من البداية.

تنصيف النشاط الكلي لخليط لا يكرر بالضرورة المدة الأولى. [1]

الخلاصة السريعة

في مثالنا، التنصيف الأول يستغرق نحو1.388 ثانية؛ التالي نحو1.511 ثانية، مع ثبات عمر نصف كل نوع. [1][2]

  • نوعان مشعان مستقلان بثابتي تحلل ثابتين؛ لا تغذية ولا فقد آخر. نجمع نشاط النوى الأم فقط، ونستبعد النواتج. الحساب لقيم متوقعة إحصائيًا، لا سجل تجربة. [1]
  • لكل نوع: Ai(t)=Ai(0)exp(−λit)، وλi=ln(2)/Ti؛ Ti عمر نصفه. المؤشر i للنوع، t الزمن بالثانية، λi بوحدة s⁻¹، والنشاط Ai بالبكريل Bq، أي تحولات/ثانية؛ exp أسية وln لوغاريتم طبيعي. [1]
  • افتراضيًا T1=1s وT2=2s؛ s ثانية، ونشاط البداية1000Bq لكل نوع. إذن A(t)=1000(2^(−t)+2^(−t/2))؛ A المجموع. يعرض الرسم المساهمتين والمجموع لـ0≤t≤8s. [1]
  • نضع z=2^(−t/2). عندما ينخفض المجموع من2000Bq إلى1000Bq: z²+z=1؛ الجذر الموجب z=(√5−1)/2. منه t1=−2ln(z)/ln(2)≈1.388s. [1][2]
  • لبلوغ500Bq: z²+z=1/2، فيكون z=(√3−1)/2 وt2≈2.900s من البداية. المدة التالية Δt=t2−t1≈1.511s، بالحساب قبل التقريب؛ لا تساوي t1. [2]
  • يتناقص النوع الأسرع نسبيًا، فتتغير مساهمته في النشاط الكلي. لم يتغير عمر نصف أي نوع؛ تغير الخليط الذي نجمعه. لا نستبدل المجموع بأسية واحدة ثابتة المعدل. [1]

حدد ما تجمعه

نوعان مشعان مستقلان بثابتي تحلل ثابتين؛ لا تغذية ولا فقد آخر. نجمع نشاط النوى الأم فقط، ونستبعد النواتج. الحساب لقيم متوقعة إحصائيًا، لا سجل تجربة. [1]

اكتب نشاط كل نوع

لكل نوع: Ai(t)=Ai(0)exp(−λit)، وλi=ln(2)/Ti؛ Ti عمر نصفه. المؤشر i للنوع، t الزمن بالثانية، λi بوحدة s⁻¹، والنشاط Ai بالبكريل Bq، أي تحولات/ثانية؛ exp أسية وln لوغاريتم طبيعي. [1]

كوّن مجموع المثال

افتراضيًا T1=1s وT2=2s؛ s ثانية، ونشاط البداية1000Bq لكل نوع. إذن A(t)=1000(2^(−t)+2^(−t/2))؛ A المجموع. يعرض الرسم المساهمتين والمجموع لـ0≤t≤8s. [1]

احسب التنصيف الأول

نضع z=2^(−t/2). عندما ينخفض المجموع من2000Bq إلى1000Bq: z²+z=1؛ الجذر الموجب z=(√5−1)/2. منه t1=−2ln(z)/ln(2)≈1.388s. [1][2]

نهمل الجذر السالب لأن z موجب. الزمن محسوب من البداية، لا من منتصف فترة أخرى. [2]

احسب التنصيف التالي

لبلوغ500Bq: z²+z=1/2، فيكون z=(√3−1)/2 وt2≈2.900s من البداية. المدة التالية Δt=t2−t1≈1.511s، بالحساب قبل التقريب؛ لا تساوي t1. [2]

نشاط النوعين ومجموعهما عبر الزمن
رسم حسابي للقيم المتوقعة، لا قياسات جهاز.

فسر اختلاف المدتين

يتناقص النوع الأسرع نسبيًا، فتتغير مساهمته في النشاط الكلي. لم يتغير عمر نصف أي نوع؛ تغير الخليط الذي نجمعه. لا نستبدل المجموع بأسية واحدة ثابتة المعدل. [1]

المراجع

  1. قانون النشاط
  2. التناقص الأسي

التحلل الإشعاعي

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.