Polčas premeny

Nie je možné predpovedať, kedy sa rozpadne konkrétne atómové jadro. Ernest Rutherford si však už na začiatku 20. storočia všimol, že za určitý čas sa rozpadne približne polovica jadier rádioaktívnej látky bez ohľadu na ich pôvodný počet. Toto časové obdobie nazval polčasom premeny.

Rádioaktívny rozpad je náhodný dej. To znamená, že pre každé jadro existuje určitá pravdepodobnosť, že sa v danom časovom intervale rozpadne. Po uplynutí jedného polčasu premeny sa rozpadne polovica pôvodného množstva rádioaktívnej látky. Po ďalšom polčase sa rozpadne polovica zostávajúceho množstva, teda jedna štvrtina pôvodného množstva. Po desiatich polčasoch premeny sa rozpadne približne 99,9 % pôvodného množstva látky.

Každý rádioizotop má svoj charakteristický polčas premeny, ktorý sa môže pohybovať od niekoľkých nanosekúnd až po miliardy rokov.

Vedeli ste, že...?

Podľa niektorých fyzikálnych teórií sú všetky atómové jadrá nestabilné. Ich polčas premeny však môže byť taký dlhý, že ho nie je možné experimentálne zmerať.

 

 

Krátkožijúce izotopy

Izotopy s krátkym polčasom premeny (predovšetkým jód ¹³¹I a technécium ⁹⁹Tc) sa využívajú v medicíne. Používajú sa ako kontrastné látky pri zobrazovacích vyšetreniach, na hodnotenie funkcie orgánov alebo ako značkovače. Po podaní pacientovi sa veľmi rýchlo rozpadajú, čím sa minimalizuje radiačná záťaž organizmu.

 

Rádiouhlíkové datovanie

Metóda rádiouhlíkového datovania je založená na polčase premeny izotopu uhlíka ¹⁴C. Všetky živé organizmy prijímajú uhlík z okolitého prostredia a využívajú ho ako stavebný prvok svojich tkanív. Časť tohto uhlíka tvorí rádioizotop ¹⁴C, takže všetky živé organizmy obsahujú približne rovnaký pomer medzi týmto izotopom a ostatnými izotopmi uhlíka.

Po odumretí organizmu sa príjem uhlíka zastaví a rádioizotop ¹⁴C sa začne postupne rozpadávať. Po jednom polčase premeny, teda po 5 730 rokoch, zostane vo vzorke už len polovica pôvodného množstva izotopu ¹⁴C. Porovnaním množstva rádioaktívneho uhlíka s celkovým obsahom uhlíka možno určiť, kedy organizmus uhynul, koľko rokov uplynulo od odumretia rastliny alebo kedy bol strom vyrúbaný a jeho drevo použité napríklad na stavbu lode.

Vedeli ste, že...?

Polčas premeny jódu ¹³¹I je 8 dní, uránu ²³⁸U 4,5 miliardy rokov, tória ²²³Th 0,9 sekundy, tória ²³²Th 14,05 miliardy rokov a uhlíka ¹⁴C 5 730 rokov.

 

Datovanie hornín

Metódu rádiouhlíkového datovania možno použiť iba na biologické vzorky mladšie ako približne 60 000 rokov. Na určovanie veku hornín sa využíva rozpad uránu. Pri jeho rádioaktívnej premene vznikajú častice alfa, ktoré sa po spomalení zachytávajú elektrónmi a menia sa na atómy hélia. Analýzou množstva nahromadeného hélia a olova, ktoré predstavuje konečný produkt rozpadového radu uránu, možno určiť vek skúmanej horniny.

Vedeli ste, že...?

V roku 1988 bolo rádiouhlíkové datovanie použité na overenie pravosti Turínskeho plátna. Analýza ukázala, že plátno pochádza z obdobia 1260 až 1390 n. l.