חצי חיים, שימושים והגנה
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| half-life/hɑːf laɪf/ | חצי חיים |
| isotope/ˈaɪsətəʊp/ | איזוטופים |
| mutations/mjuːˈteɪʃnz/ | מוטציות |
| dose/dəʊs/ | מינון |
| shielding/ˈʃiːldɪŋ/ | הגנה |
ספירה רדינג
- לא ניתן לנבא מתי גרעין אחד ידעוך — אך דוגמה גדולה היא מאוד צפויה.
- הצפיפות הזו נמדדת על ידי חצי חיים.
- היא מאפשרת לנו לקבע גיל עצמות עתיקות, להפעיל אזעקות עשן, ולטפל בסרטן.
זמן מחצית חיים
- חצי החיים הוא הזמן הנדרש כדי ש-חצי מהגרעינים האי-יציבים בדוגמה ידעכו.
- לאחר כל חצי חיים, קצב הספירה (ומספר הגרעינים האי-יציבים) יורד ל-חצי.

זמן מחצית — צפה בגרעינים דועכים
לכל גרעין יש סיכוי קבוע לדעיכה, באופן אקראי. קדימה בזמן: כחצי מהגרעינים הנותרים דועכים בכל זמן מחצית — ולכן הספירה מכפלת, ואז מכפלת שוב.
חצי החיים של איזוטופ רדיואקטיבי הוא הזמן הנדרש עבור:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
כל חצי חיים, חצי מהגרעינים לא יציבים שנותרו דועכים, ולכן קצב הספירה יורד למחצה.
שימוש בחצי חיים
- לאחר $n$ חצי חיים, קצב הספירה מחצה $n$ פעמים.
- דוגמה: מקור עם $800$ ספירות/דקה עם חצי חיים של $3$ שעות → לאחר $6$ שעות (שני חצי חיים): $800 \to 400 \to 200$ ספירות/דקה.
- ניתן לקרוא חצי חיים ממגרף: הזמן הנדרש כדי שקצב הספירה ירד מכל ערך לחציו.
מקור מקרינה מציג $800$ ספירות/דקה וחצי החיים שלו הוא $3$ שעות. מהי קצב הספירה לאחר $6$ שעות, בספירות/דקה?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
6 שעות הן שני חצי חיים: $800 \to 400 \to 200$ ספירות/דקה.
איזה שבר מהגרעינים לא יציבים נשאר לאחר 3 חצי חיים? (תן תשובה כמספר עשרוני.)
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
כל זמן מחצית מכפל את המספר: $\left(\tfrac{1}{2}\right)^3 = \tfrac{1}{8} = 0.125$.
שימושים לרדיואקטיביות
- בחירת האיזוטופ תלויה ב-סוג הקרינה וב-חיי המחצה שלו:
- גלאי עשן — מקור אלפא (קל לחסימה, ולכן בטוח; חיי מחצה ארוכים נמשכים שנים רבות).
- חיטוי ציוד ומזון — גמא חדירה הורג חיידקים דרך אריזות סגורות.
- מדדי עובי לנייר או מתכת — מקור בטה (כמות החומר העובר משתנה בהתאם לעובי).
- איתור וטיפול בסרטן — קרני גמא יכולות לחזור לתוך הגוף או לצאת ממנו.

דעיכה רדיואקטיבית וחיי מחצה
התאם כל מקור רדיואקטיבי לשימוש שלו.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
מקור אלפא (נחסם בקלות) מתאים לגלאי עשן; בטה חודר דרך דפים דקים למדידות עובי; גאמה חודרנית מחטאת פריטים אטומים.
מדוע משתמשים במקור אלפא בגלאי עשן?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אלפא נעצר על ידי מעט אוויר או מארז הגלאי (בטוח), וחצי חיים ארוך מבטיח תפקוד לשנים רבות.
בטיחות
- קרינה יוניזה פוגעת בתאים חיים — היא עלולה לגרום למוות תאי, מוטציות ולסרטן.
- שמירה על מינון נמוך על ידי: פחות זמן בקרבת המקור, יותר מרחק ממנו, והגנה (כמו עופרת).
- טיפול במקורות עם מלקחיים, הפנייתם הרחק מאנשים, ואחסונם בקופסה מצופה עופרת.
בחר את כל הדרך להפחתת מנת הקרינה שאתה מקבל.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
זמן פחות, מרחק גדול יותר וחומרת מגן מפחיתים כולם את המנה. אחיזה במקור בכף יד חשופה עושה בדיוק ההפך — יש להשתמש תמיד במלקחיים.
הבנתך מושלמת
- חיי מחצה = הזמן הנדרש כדי שחצי מהליבה (או קצב הספירה) יתכווץ למחציתו.
- לאחר $n$ חיי מחצה, קצב הספירה התכווץ למחציתו $n$ פעמים.
- שימושים: α גלאי עשן · β מדדי עובי · γ חיטוי וטיפול בסרטן
- בטיחות: הפחתת המינון באמצעות פחות זמן, יותר מרחק והגנה