Apa maksud setengah hayat

Nukleus radioaktif tidak stabil dan mereput lama-kelamaan, membebaskan sinaran. Kita tidak dapat meramal bila satu nukleus tunggal akan mereput, tetapi bagi sampel yang besar satu corak sekata muncul. Setengah hayat ialah masa yang diambil untuk separuh daripada nukleus yang hadir mereput.

Selepas satu setengah hayat, separuh nukleus asal tinggal; selepas dua setengah hayat, satu perempat tinggal; selepas tiga, satu perlapan, dan seterusnya. Kiraan terus menjadi separuh dalam tempoh yang sama. Yang penting, setengah hayat tidak bergantung pada berapa banyak anda mulakan, mahupun pada suhu atau tekanan; ia sifat tetap bagi isotop itu.

Setengah hayat berbeza dengan amat luas, daripada pecahan saat hingga ribuan tahun. Inilah yang membolehkan pentarikhan karbon menganggar usia kayu lama, dan ia memandu cara sisa radioaktif dan sumber perubatan dikendalikan.

Dalam SPM, anda patut menggunakan setengah hayat untuk mencari pecahan sampel yang tinggal selepas masa tertentu.

Fizik Nuklear

Fizik di sebaliknya

Nukleus radioaktif tidak stabil dan mereput secara rawak, membebaskan sinaran. Anda tidak boleh meramal bila satu nukleus akan mereput, tetapi bagi sampel besar bilangannya mengikut corak yang tetap. Setengah hayat ialah masa yang diambil untuk separuh daripada nukleus radioaktif yang ada untuk mereput.

Selepas setiap setengah hayat, bilangan yang tinggal berkurang separuh: daripada jumlah asal kepada satu perdua, kemudian satu perempat, kemudian satu perlapan, dan seterusnya. Pecahan yang tinggal selepas nombor bulat setengah hayat ialah satu perdua dikuasa nombor itu.

Jika sampel bermula dengan 800 nukleus belum reput dan isotop itu mempunyai setengah hayat 6 jam, maka selepas 18 jam, iaitu 3 setengah hayat, bilangan yang tinggal = 800 × (1/2)³ = 800 × 1/8 = 100 nukleus.

Setengah hayat tidak bergantung pada berapa banyak anda mula, mahupun pada suhu atau tekanan; ia sifat tetap isotop itu. Keaktifan, iaitu bilangan reputan sesaat yang diukur dalam becquerel (Bq), menurun dengan cara yang sama.

Lihat dalam kehidupan harian

Setengah hayat itulah yang memungkinkan pentarikhan radioaktif. Benda hidup mengambil karbon yang mengandungi bahagian kecil dan tetap karbon-14 radioaktif.

Apabila organisma mati ia berhenti mengambil karbon baharu, dan karbon-14 yang sedia ada di dalamnya perlahan-lahan mereput dengan setengah hayat yang diketahui. Dengan membandingkan berapa yang tinggal, saintis dapat menganggarkan usia kayu, kain atau tulang lama.

Setengah hayat juga menentukan bagaimana sumber radioaktif dipilih dan dikendalikan. Perunut perubatan untuk mengimbas badan dipilih supaya mempunyai setengah hayat pendek, jadi ia melakukan tugasnya kemudian cepat pudar, mengehadkan dos kepada pesakit.

Sebaliknya, sesetengah sisa daripada kuasa nuklear mempunyai setengah hayat yang sangat panjang dan mesti disimpan dengan selamat untuk masa yang lama.

Pengesan asap di banyak bangunan menggunakan sumber amat kecil dengan setengah hayat panjang, jadi ia terus berfungsi dengan tetap selama bertahun-tahun tanpa perlu diganti.

Bagaimana ia muncul dalam SPM

Dalam Kertas 2 anda kerap diminta mentakrif setengah hayat dan menentukan pecahan atau jumlah sampel yang tinggal selepas masa tertentu. Ingati corak menyeparuh itu sendiri kerana tiada helaian rumus.

Tugasan yang kerap ialah membaca setengah hayat daripada graf reputan kadar bilangan atau bilangan nukleus terhadap masa, atau mengira bilangan setengah hayat yang telah berlalu dan mengira semula jumlah asal. Anda juga mungkin diminta menerangkan mengapa setengah hayat malar bagi isotop tertentu.

Konsep ini berada dalam fizik nuklear, di samping jenis sinaran dan reputan radioaktif, jadi bersedialah mengaitkan setengah hayat dengan cara sumber dipilih untuk sesuatu kegunaan dan dengan idea bahawa reputan ialah proses rawak berkebarangkalian tetap bagi setiap nukleus.

Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)