半衰期是什么意思

放射性原子核不稳定，会随时间衰变并放出辐射。我们无法预测任何单个原子核何时衰变，但对大量样本来说，会出现一个稳定的规律。半衰期就是现有原子核衰变掉一半所需的时间。

经过一个半衰期，原有原子核剩下一半；经过两个半衰期，剩四分之一；三个后剩八分之一，依此类推。数目在相等的时间段里不断减半。重要的是，半衰期与你一开始有多少无关，也与温度或压力无关，它是那种同位素的固定性质。

半衰期的范围极广，从零点几秒到几千年不等。这正是碳定年法能估算古木年代的依据，也指导着放射性废料和医用放射源的处理方式。

在 SPM 中，你应用半衰期求出给定时间后样本剩余的比例。

核物理

背后的物理

放射性原子核不稳定，会随机衰变并放出辐射。你无法预知某一个原子核何时衰变，但对于大量样本，数目会遵循稳定的规律。

半衰期就是样本中一半的放射性原子核发生衰变所需的时间。

每过一个半衰期，剩下的数目就减半：从原来的量变为二分之一，再到四分之一，再到八分之一，依此类推。经过整数个半衰期后剩下的比例，是二分之一的那个次方。

若样本开始时有 800 个未衰变原子核，该同位素半衰期为 6 小时，则经过 18 小时（即 3 个半衰期）后剩下的数目 = 800 ×（1/2）³ = 800 × 1/8 = 100 个原子核。

半衰期不取决于你从多少开始，也不取决于温度或压强；它是该同位素的固定性质。活度，即每秒衰变的次数（单位贝可，Bq），也以完全相同的方式下降。

在日常生活中看它

半衰期使放射性测年成为可能。生物会吸收含有一小部分且比例稳定的放射性碳-14 的碳。

生物死亡后停止吸收新碳，体内已有的碳-14 便以已知的半衰期缓慢衰变。通过比较还剩多少，科学家就能估算古老木材、布料或骨骼的年代。

半衰期也决定了放射源如何被选用和处理。用于扫描身体的医用示踪剂会选半衰期短的，让它完成任务后迅速消退，从而限制病人所受的剂量。

相反，核电产生的某些废料半衰期极长，必须长期安全储存。

许多建筑里的烟雾探测器使用一个半衰期很长的极小放射源，所以它能稳定工作多年而无需更换。

它在 SPM 中如何出现

在试卷二中，你常被要求定义半衰期，并求出经过给定时间后样本剩下的比例或数量。这个减半规律要你自己记住，因为没有公式表。

常见的任务是从计数率或原子核数目随时间变化的衰变曲线上读出半衰期，或计算已经过了几个半衰期并反推起始量。也可能要你解释为什么某一同位素的半衰期是恒定的。

这个概念属于核物理，与辐射的种类和放射性衰变并列，所以要准备好把半衰期与“放射源如何按用途选择”联系起来，并与“衰变是每个原子核概率固定的随机过程”这一观念联系起来。

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