방사성 물질의 반감기


방사성 붕괴

방사능을 가진 물질들은 스스로 원자핵의 구조가 무너지면서 일부의 입자 또는 에너지를 외부로 방출합니다. 이때 방출하는 입자 및 일부 에너지는 사람의 몸을 통과하면서 피해를 일으키기도 합니다.

1895년 독일의 물리학자 뢴트겐(Roentgen)은 방사선의 일종인 X-선을 검출하였습니다. 뢴트겐은 살아 있는 사람의 몸에 X-선을 직접 투사하면 그 사람의 몸 뒤에 놓인 감광판에 뼈의 이미지가 생긴다는 사실을 발견했습니다.

뢴트겐  

초기의 실험가들 중에서도 러더퍼드(Rutherford)와 동료들은 방사성 물질에서 나오는 방사선에서 3가지 성분을 구별하였습니다. 이 성분들을 α, β, r 선이라 하였으며, 나중에 이들은 각각 헬륨 원자의 핵, 전자, 고에너지 광자들로 밝혀졌습니다.

반감기

반감기는 방사능을 가진 물체가 방사성 붕괴를 하여, 전체 질량의 절반이 남는데 걸리는 시간입니다.
다시 반감기가 지나면 남은 질량 중 절반이 남게 됩니다. (1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, …) 질량은 점점 줄어들지만, 항상 조금은 남습니다.

R = Roe-λt

R: t시간 후의 질량
Ro: t = 0 일때의 질량
λ: 붕괴상수 (= ln 2 / T1/2 )
T1/2: 반감기

방사능 연대측정

방사능을 이용하면 지질학적, 생물학적 시료들의 연대를 측정할 수 있습니다. 방사성 붕괴는 외부 조건에 관계없이 일정한 비율로 진행되므로, 붕괴가 많이 진행된 것일수록 시료의 연대는 오래된 것입니다.

146C + 11H →147N + 10n