测定半衰期并为样品定年

在一张图上跟踪四种真实核素的衰变，从曲线读出半衰期，并选择可给木乃伊、酒窖或放射性落下尘定年的同位素。

目标

从衰变曲线求出半衰期，并为给定时间尺度的定年问题选择合适的同位素。

仪器与试剂

涵盖数天到数千年的四种核素：$\ce{^{131}I}$、$\ce{^{60}Co}$、$\ce{^{137}Cs}$ 和 $\ce{^{14}C}$，各有自己的时间轴。

讲解

每个原子核在单位时间内以恒定概率衰变，因此群体遵循 $N(t) = N_0 e^{-\lambda t}$，其中 $\lambda = \ln 2 / T_{1/2}$。由于衰变定律是指数的，经过 $n$ 个半衰期后剩余比例总是 $2^{-n}$，与何时开始计数无关——所以仅凭 T½ 即可表征核素，放射定年只需测剩余比例即可推断时间。

虚拟实验是帮助建立直觉的简化模型，不能替代真实实验和安全培训；没有指导请勿在家自行重复。