Цацраг идэвхт задрал нь тогтворгүй атомын цөмүүд цацраг ялгаруулж энерги алддаг үйл явцыг тодорхойлдог физикийн үндсэн ойлголт юм. Энэ үзэгдэл нь нэг элементийг нөгөө элемент болгон хувиргахад хүргэдэг байгалийн бөгөөд аяндаа явагддаг үйл явц юм.
Атомын түвшинд материалууд нь атомуудаас бүрддэг бөгөөд тэдгээр нь эргээд электроноор хүрээлэгдсэн цөмийг бүрдүүлдэг. Цөм нь протон ба нейтрон агуулдаг. Зарим атомуудад протон ба нейтроны хоорондох тэнцвэр тогтворгүй тул атомыг цацраг идэвхт болгодог. Тогтвортой байдалд хүрэхийн тулд эдгээр атомууд цацраг хэлбэрээр энерги ялгаруулж, цацраг идэвхт задралд хүргэдэг.
Цацраг идэвхт задралын үндсэн гурван төрөл байдаг бөгөөд тэдгээр нь ялгарах цацрагийн төрлөөр тодорхойлогддог.
Цацраг идэвхт задралын үйл явцыг математикийн хувьд задралын хуулиар тодорхойлж болно. Цацраг идэвхт бодисын задралын хурд нь одоогийн хэмжээтэй шууд пропорциональ байна гэж заасан байдаг. Энэ хамаарлыг дараах тэгшитгэлээр илэрхийлж болно.
\( \frac{dN}{dt} = -\lambda N \)хаана:
Энэ дифференциал тэгшитгэлийг шийдэх нь бидэнд дараахь зүйлийг олгоно.
\( N(t) = N_0 e^{-\lambda t} \)хаана:
Энэ томъёо нь цацраг идэвхт бодисын үлдэгдэл хэмжээг цаг хугацааны явцад тооцоолох боломжийг бидэнд олгодог. Өөр нэг чухал ойлголт бол хагас задралын хугацаа ( \(t_{\frac{1}{2}}\) бөгөөд энэ нь дээж дэх цацраг идэвхт цөмийн хагас задрахад шаардагдах хугацаа юм. Хагас задралын хугацаа нь задралын тогтмолтой дараахь тэгшитгэлээр холбогдоно.
\( t_{\frac{1}{2}} = \frac{\ln(2)}{\lambda} \)Цацраг идэвхт задрал нь анагаах ухаан, археологи, эрчим хүчний үйлдвэрлэл зэрэг олон салбарт хэрэглэгддэг. Жишээлбэл:
Цацраг идэвхт задралын тухай ойлголтыг практикт үзүүлэх замаар ихээхэн сайжруулж болно. Энгийн хэрнээ үр дүнтэй үзүүлбэр нь цацраг идэвхт бодисын хэмжээ цаг хугацааны явцад хэрхэн буурч байгааг харуулахын тулд задралын муруйг ашиглах явдал юм.
Харааны туршилт нь шоо, чихэр гэх мэт олон тооны жижиг зүйлийг ашиглан цацраг идэвхт атомыг дуурайлган дуурайлган хийдэг. Зүйл бүр нь атомыг төлөөлдөг бөгөөд туршилт дараах байдлаар явагдана.
Энэ туршилт нь цацраг идэвхт бодисын тоо хэмжээ цаг хугацааны явцад экспоненциалаар буурч байгааг харуулсан цацраг идэвхт задралын бодит дүрслэл юм. Олон тооны "ялзалтыг" дуурайлган хийснээр цацраг идэвхт үйл явцыг тодорхойлдог экспоненциал задралын хийсвэр ойлголтыг нүдээр болон биет байдлаар ойлгох боломжтой.
Цацраг идэвхт задрал нь тогтворгүй изотопуудын зан төлөвийг ойлгох, тэдгээрийг тогтвортой болгон хувиргахад чухал ач холбогдолтой ойлголт юм. Альфа тоосонцор, бета тоосонцор, гамма туяа ялгаруулснаар цацраг идэвхт бодисууд энерги ялгаруулж, тогтвортой байдлыг эрэлхийлдэг. Энэ үйл явц нь математикийн хувьд урьдчилан таамаглах боломжтой бөгөөд эрдэмтэд задралын хурдыг тооцоолох, байгалийн үзэгдлийг ойлгох, практик хэрэглээг ашиглах боломжийг олгодог. Шоо, чихрийн туршилт гэх мэт үзүүлбэрүүд нь задралын үйл явцыг зүйрлэн илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь физикийн эдгээр үндсэн зарчмуудыг дүрслэн харуулах, ойлгоход хялбар арга юм.
