ครึ่งชีวิต การใช้ประโยชน์ และความปลอดภัย

การลดลงตามเวลา

• เราไม่สามารถระบุได้ว่านิวเคลียสหนึ่งจะสลายตัวเมื่อใด — แต่ ตัวอย่างที่มีปริมาณมาก นั้นสามารถทำนายได้แม่นยำ
• ความสามารถในการทำนายนี้ได้วัดด้วย ครึ่งชีวิต
• มันช่วยให้เราสามารถหาอายุกระดูกโบราณ ใช้งานในเครื่องเตือนไฟไหม้ และรักษาโรคมะเร็งได้

ช่วงครึ่งชีวิต

• ครึ่งชีวิต คือระยะเวลาที่ ครึ่งหนึ่ง ของนิวเคลียสที่ไม่เสถียรในตัวอย่างสลายตัว
• หลังผ่านไปแต่ละครึ่งชีวิต อัตราการนับ (และจำนวนนิวเคลียสที่ไม่เสถียร) จะลดลงเหลือ ครึ่งหนึ่ง

การใช้ครึ่งชีวิต

• หลังผ่านไป $n$ ครึ่งชีวิต อัตราการนับจะลดลงเหลือครึ่งหนึ่ง $n$ ครั้ง
• ตัวอย่าง: แหล่งกำเนิดมี $800$ การนับ/นาที และมีครึ่งชีวิต $3$ ชั่วโมง → หลังผ่านไป $6$ ชั่วโมง (สองครึ่งชีวิต): จะเหลือ $800 \to 400 \to 200$ การนับ/นาที
• คุณสามารถอ่านค่าครึ่งชีวิตจากกราฟ: ระยะเวลาที่อัตราการนับลดลงจากค่าใดๆ ลงมาเหลือครึ่งหนึ่งของค่านั้น

การใช้ประโยชน์จากรังสี

• การเลือกไอโซโทปขึ้นอยู่กับ ชนิดของรังสี และ ครึ่งชีวิต ของมัน:
• เครื่องเตือนไฟไหม้ — ใช้แหล่งกำเนิด อัลฟา (ถูกกั้นได้ง่าย จึงปลอดภัย; ครึ่งชีวิตยาวนานหลายปี)
• การฆ่าเชื้อ อุปกรณ์และอาหาร — รังสี แกมมา ที่ทะลุทะลวงได้สูงสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียผ่านบรรจุภัณฑ์ปิดสนิทได้
• เครื่องวัดความหนา สำหรับกระดาษหรือโลหะ — ใช้แหล่งกำเนิด เบตา (ปริมาณที่ทะลุผ่านได้จะเปลี่ยนแปลงตามความหนา)
• การค้นพบและรักษามะเร็ง — รังสี แกมมา สามารถทะลุเข้าไปใน (หรือออกจาก) ร่างกายได้

การสลายตัวของสารกัมมันตรังสีและครึ่งชีวิต

ความปลอดภัย

• รังสีไอออไนซ์ทำลาย เซลล์มีชีวิต — อาจทำให้เกิดการตายของเซลล์ การกลายพันธุ์ และมะเร็ง
• รักษา ปริมาณรังสี ให้ต่ำโดย: ลด เวลา ใกล้เคียงแหล่งกำเนิด เพิ่ม ระยะห่าง จากมัน และใช้ การป้องกัน (เช่น ตะกั่ว)
• จัดการแหล่งกำเนิดด้วย คีมหนีบ ชี้ไปทางไกลจากคน และเก็บไว้ในกล่องบุตะกั่ว

คุณเข้าใจแล้ว