Radioaktiv parçalanma fizikada qeyri-sabit atom nüvələrinin radiasiya yayaraq enerji itirməsi prosesini təsvir edən əsas anlayışdır. Bu fenomen təbii və kortəbii bir prosesdir və bir elementin digərinə çevrilməsinə səbəb olur.
Atom səviyyəsində materiallar öz növbəsində elektronlarla əhatə olunmuş nüvədən ibarət olan atomlardan ibarətdir. Nüvədə proton və neytron var. Bəzi atomlarda protonlar və neytronlar arasındakı tarazlıq qeyri-sabitdir və atomu radioaktiv edir. Sabitliyə çatmaq üçün bu atomlar radiasiya şəklində enerji buraxaraq radioaktiv parçalanmaya səbəb olur.
Buraxılan radiasiya növü ilə xarakterizə olunan üç əsas radioaktiv parçalanma növü var:
Radioaktiv parçalanma prosesi riyazi olaraq parçalanma qanunu ilə təsvir edilə bilər. Orada deyilir ki, radioaktiv maddənin parçalanma sürəti onun cari miqdarı ilə düz mütənasibdir. Bu əlaqəni tənliklə ifadə etmək olar:
\( \frac{dN}{dt} = -\lambda N \)harada:
Bu diferensial tənliyin həlli bizə aşağıdakıları verir:
\( N(t) = N_0 e^{-\lambda t} \)harada:
Bu düstur bizə radioaktiv maddənin zamanla qalan miqdarını hesablamağa imkan verir. Digər mühüm anlayış yarımparçalanma müddətidir ( \(t_{\frac{1}{2}}\) , bu, nümunədəki radioaktiv nüvələrin yarısının parçalanması üçün tələb olunan vaxtdır. Yarımparçalanma müddəti tənliklə çürümə sabiti ilə əlaqələndirilir:
\( t_{\frac{1}{2}} = \frac{\ln(2)}{\lambda} \)Radioaktiv parçalanmanın tibb, arxeologiya və enerji istehsalı kimi sahələrdə müxtəlif tətbiqləri var. Misal üçün:
Radioaktiv parçalanma anlayışlarını dərk etmək praktiki nümayiş vasitəsilə çox yaxşılaşdırıla bilər. Sadə, lakin təsirli bir nümayiş, radioaktiv maddənin miqdarının zamanla necə azaldığını göstərmək üçün çürümə əyrisindən istifadə etməyi əhatə edir.
Vizual təcrübə radioaktiv atomları simulyasiya etmək üçün zar və ya şirniyyat kimi çoxlu sayda kiçik əşyaların istifadəsini nəzərdə tutur. Hər bir element bir atomu təmsil edir və təcrübə aşağıdakı kimi davam edir:
Bu təcrübə radioaktiv parçalanmanın maddi təsviri kimi xidmət edir və radioaktiv maddənin miqdarının zamanla eksponent olaraq necə azaldığını göstərir. Çoxlu sayda “çürümələri” simulyasiya etməklə radioaktiv prosesləri xarakterizə edən eksponensial parçalanmanın mücərrəd konsepsiyasını vizual və fiziki olaraq dərk etmək olar.
Radioaktiv parçalanma qeyri-sabit izotopların davranışını və onların sabit izotoplara çevrilməsini başa düşmək üçün əsas anlayışdır. Alfa hissəciklərinin, beta hissəciklərinin və qamma şüalarının emissiyası ilə radioaktiv materiallar sabit bir vəziyyət axtararaq enerji buraxır. Bu proses riyazi olaraq proqnozlaşdırıla biləndir, elm adamlarına çürümə sürətini hesablamağa, təbiət hadisələrini başa düşməyə və onun praktik tətbiqlərindən istifadə etməyə imkan verir. Zər və ya konfet təcrübəsi kimi nümayişlər metaforik olaraq çürümə prosesini təmsil edir və fizikanın bu əsas prinsiplərini vizuallaşdırmaq və başa düşmək üçün əlçatan bir yol təqdim edir.
