半減期原子

放射性原子は,崩壊によって時間とともに現象する.

その数が半分になるまでの時間は一定であり,これを半減期とよぶ.

半減期TT,はじめの原子核の数N0N_0とし,時刻ttで崩壊せずに残っている原子核数NtN_tについて,

Nt=N02tTN_t = \frac{N_0}{2 ^ {\frac{t}{T}}}
放射性同位体崩壊の型半減期
X239X22239U\ce{^{239}U}β\beta23.50分
X131X22131I\ce{^{131}I}β\beta8.02日
X222X22222Rn\ce{^{222}Rn}α\alpha3.824日
X32X2232P\ce{^{32}P}β\beta14.27日
X60X2260Co\ce{^{60}Co}β\beta5.27年
X3X223H\ce{^{3}H}β\beta12.32年
X137X22137Cs\ce{^{137}Cs}β\beta30.08年
X90X2290Sr\ce{^{90}Sr}β\beta28.79年
X226X22226Ra\ce{^{226}Ra}α\alpha1600年
X14X2214C\ce{^{14}C}β\beta5730年
X239X22239Pu\ce{^{239}Pu}α\alpha2.41万年

放射性炭素年代測定法

  • 大気は,一般的なX612X26212C\ce{^{12}_{6}C} の他に,ごく僅かに放射性同位体 X614X26214C\ce{^{14}_{6}C}を含む
    • 大気上層で,太陽からの放射線によりX714X27214N\ce{^{14}_{7}N}から生成されるため,大気中での存在比は一定
  • 生きている植物は,光合成のため大気からCOX2\ce{CO2}を取り込むから,X12X2212C\ce{^{12}C}X14X2214C\ce{^{14}C}の存在比は大気中と同じ
  • 死によって大気を取り込まなくなると,X14X2214C\ce{^{14}C}は崩壊して減少する
  • 体内におけるX14X2214C\ce{^{14}C}の存在比を大気中と比較し,半減期と比べることで,その植物がいつ死んだか調べることができる
  • 5万年以上前のものは,X14X2214C\ce{^{14}C}が減りすぎて検出できないため,調べることができない
  • 1950年代以降のものは,核実験などにより存在比が崩れたため,調べることができない