Question

Применимо ли понятие периода полураспада к одному атому (ядру)?

Дело в том, что атомы некоторых химических элементов получают в одном экземпляре. И нет шансов, что когда-нибудь будет получено одновременно большое их количество (например, несколько сотен). Не лучше ли в таком случае использовать понятие среднего времени жизни?

Answer 1

Среднее время жизни и период полураспада однозначно связаны между собой вполне конкретными формулами.

Если в статье написано "период полураспада", то любой коллега, даже и оппонент, вполне может перевести значения в среднее время жизни, вычислить постоянную распада, или там активность какую-нибудь.

Лучше ли в статьях использовать термин "а", а не термин "б" обусловлено исторически сложившейся практикой и/или пристрастиями самих авторов статей.

Вполне могу понять автора вопроса, когда речь идёт о регистрации нескольких десятков ядер. Могу предположить, что на эксперименте в действительности определяют среднее время жизни, а уж потом, публикуя реультаты в журналах, это время переводят в общепринятый период.

Answer 2

Когда получено лишь одно ядро, у нас нет никакой информации ни о периоде полураспада, ни о среднем времени жизни (как выше было сказано, они взаимно однозначно связаны и использование той или другой величины - вопрос традиций и договоренностей). У нас лишь есть информация о том, что данное ядро прожило столько-то милли- или микросекунд. Для оценки периода полураспада (ну или времени жизни) нам нужно иметь хотя бы несколько ядер.

Answer 3

Нет конечно - не применимо. Ведь понятие период полураспада означает, что за этот период распадается половина атомов радиоактивного элемента. А один атом не может

наполовину распасться. Распад элементов происходит спонтанно(внезапно и случайно)

Когда я спросил профессора о причинах распада частиц - он сказал мне - это не известно, это какой то Вселенский фактор.

Но среднее время жизни частиц оно тоже случайно может быть - нет закономерности.

Так что пусть будет пока период полураспада.

Answer 4

Дело в том, что квантовая механика вся состоит из неопределённостей и случайностей..

Один из главных законов неопределённость Гейзенберга и определяет это..

Т.е. никак не возможно предсказать когда "взорвётся" атом радиоактивного изотопа, но можно вводить интегральные термины, основанные на теории вероятностей..

Можно говорить и о периоде полураспада и среднем времени жизни..

Хотя имея несколько атомов практически не возможно правильно определить интегральные характеристики..

Либо нужно иметь много атомов и наблюдать их количество во времени, либо вырабатывать атом за атомом и наблюдать их время жизни..

Согласно теории вероятностей вероятность - это есть количество повторений какого-то положения при большом количестве испытаний (в идеальном случае - бесконечного количества испытаний)..

Определяя время жизни каждого атома строим график плотности вероятности событий, среднее значение и есть математическое ожидание, оно и среднее время жизни..

Но с другой стороны есть статистики, определяющие количество частиц на данном энергетическом уровне, для частиц с полуцелым спином - это статистика Ферми-Дирака (фермионы), для частиц с целым спином, бозонов есть статистика Бозе-Эйнштейна..

Используя модель ядра и статистку и рассчитывают период полураспада на ЭВМ, а затем проверяют на опыте и не всегда полученное значение близко к полученному..

А насчёт спонтанной радиоактивности, то здесь если по крестьянски, то летают в ядре нейтроны и протоны, как в баскетболе обмениваясь квантами ядерного поля, здесь есть мощные электрические поля отталкивания (поскольку протоны имеют одинаковый заряд) и как только один из адронов успел отлететь на определённое расстояние на определённое время ядерная сила падает, нарушается равновесие и кулоновы силы разрывают ядро..