科学者はなぜ半減期を測定するのですか?

リーダー @Procrustes ツイートした 私たちに尋ねるために：「 科学者はなぜ半減期の放射性元素などを測定するのですか?なぜ人生全体を測らないのですか？」

「半減期」という用語に慣れていない場合は、オタクの友人の 1 人がこの用語を使用しているのを聞いたことがあるかもしれません。もし彼らがゲイブという名前の男について不平を言ったり、蒸気とバルブについて怒鳴りつけたりしていなかったら、おそらくそれを参考にして使っていたのだろう.放射年代測定、放射性崩壊の測定を使用して、考古学的な人工物と恐竜の化石の年代を把握する技術。

崩壊とデート

すべての原子の中心には、陽子と中性子からなる原子核と呼ばれる密度の高い領域があります。一部の原子では、核内の力が釣り合っており、核が安定しています。他のものでは、力がアンバランスであり、核に過剰な内部エネルギーがあります。それは不安定、または放射性です。これらの不安定な原子は、不均衡のために本質的に自己破壊し、分解または崩壊します。これを行うとき、彼らはエネルギーの素粒子 (放射線) を放出することによってエネルギーを失います。

これらの粒子は、通常、ガイガー カウンターを使用して検出できます。放射性炭素年代測定の場合、炭素 14 (元素炭素の同位体、またはバリアント) を使用して年齢を推定する有機物の一般的な年代測定方法である放射性炭素年代測定の場合、炭素 14 原子ごとに 1 つの放射性「ベータ粒子」が生成されます。崩壊する。科学者は、既知の崩壊率に基づいて、生物の通常の炭素 14 の存在量 (大気中の濃度と同じ) と年代測定対象の物質に残っている量を比較することで、大まかにどのくらいの期間が経過したかを知ることができます。見ても生きていた。

半減期は、崩壊プロセスでシーンに現れます。個々の原子の寿命はランダムで予測不可能ですが、確率減衰は一定です。不安定な原子がいつ壊れるかは予測できませんが、それらのグループがあれば、どれくらいの時間がかかるかは予測できます。崩壊する確率が等しい原子は、指数関数的な速度で崩壊します。つまり、持っている放射性物質の量に比例して、崩壊の速度が遅くなります。

オックスフォード大学の放射性炭素研究室の研究者であるマイケル・ディー博士は、「多くはプロセスの早い段階で消失しますが、さらに長期間続くものもあります。 「雨の中で（たくさんの）小銭を出すようなものです。それらはすべて雨滴が当たる確率は同じですが、多くはすぐに打たれ、他のものはおそらく長期間にわたって乾いたままになります。」

半減期を「見ている原子が崩壊するのにかかる時間の半分」と誤解しがちですが、実際には「見ている原子の半分にかかる時間」を意味します。朽ちていく」指数関数的減衰は、「放射性物質の量は関係なく、その半分がなくなるまでの時間 [半減期] は常に同じである」ことを意味するため、この測定は放射年代測定に役立つとディーは言います。

一方、材料の全寿命は、グループ内の最後の原子が崩壊する寿命に等しくなります。原子の寿命はランダムで、計り知れず、本質的に無限であるため、全寿命も同様です。あまり役に立たない測定になってしまいます。 「これは、雨の中で 1 コインを投げ出しているようなものです」とディーは言います。 「そして、決して殴られることはない」