A radioaktív bomlás lényege

21097

A radioaktivitás fogalmainak részletes tárgyalása itt található, most csak a radioaktivitás legnehezebben megérthető vonását tárgyaljuk, annak "valószínűségi jellegét".

A fizikában megszoktuk, hogy a törvények egyértelműek és pontos jóslatokat adnak. Na, ez a radioaktivitásban nincs így. Ugyanis semelyik radioaktív atommagról nem tudjuk megmondani, hogy az mikor fog elbomlani. Még nagyjából sem, azt sem, hogy a következő ezredmásodpercben elbomlik-e, és azt sem, hogy a következő 1 millió évben elbomlik-e. Pont olyan a helyzet, mint a lottónál: ha vannak kedvenc számaink, lehet, hogy mindjárt a következő héten kihúzzák azokat, de lehet, hogy évtizedeken át sosem. Mégis, azt tudjuk, hogy mennyi az esélye, valószínűsége, hogy a számainkat kihúzzák: 5-ös lottó esetén:

$1:43\ 949\ 268$

Ez azt jelenti, hogy átlagosan kb. 44 millió húzásonként "kerül sorra" egy adott számkombináció. Fontos, hogy csak átlagosan, tehát az is lehet, hogy mindjárt a következő lottósorsoláson kihúzzák, és az is lehet, hogy a következő 500 milliárd lottohúzás során egyszer sem.

A valószínűségeket a földhözragadt emberi agy nagyon nehezen képes megemészteni.

Ezért mivel a lottó közismert dolog, ezt fogjuk használni ennek a nehéz ügynek a megértéséhez.   
 

 A radioaktív magok dobókockázása 

A radioaktív atommagok úgy viselkednek, mintha folyamatosan kockát dobálnának, és a véletlenszerű eredmény alapján vagy elbomlanak, vagy nem. Csak a kockának nem 6 oldala van, hanem 6-nál kevesebb vagy több, attól függően, hogy mennyi a felezési ideje az adott radioaktív izotópnak. A felezési idő alatt a bomlásképes magok fele bomlik el, a másik felük nem.

Például ha a felezési idő $T=1\ \mathrm{s}$, akkor a bomlásképes mag minden másodpercben feldob egy fémpénzt ("egy 2 oldalú kockát"), és 50% valószínűséggel elbomlik, 50% valószínűséggel "túlél". Lehet, hogy a következő másodpercben elbomlik, de lehet, h még évekig sem.

Ha a felezési idő $T=2\ \mathrm{s}$, akkor a bomlásképes mag 2 másodpercenként feldob egy fémpénzt, és vagy vagy elbomliv, vagy nem. Illetve felfoghatjuk úgy, hogy minden másodpercben feldob egy tetraéder alakú, 4 egyenlő oldalú "dobókockát"

és 1/4=25% valószínűséggel elbomlik, illetve 3/4=75% valószínűséggel túlél.

Ha a felezési idő Ha a felezési idő $T=1\ \mathrm{perc}=60\ \mathrm{s}$, akkor a bomlásképes mag 60 másodpercenként feldob egy fémpénzt, és vagy elbomlik, vagy nem. Illetve felfoghatjuk úgy is, hogy minden másodpercben feldob egy 60 egyenlő oldalú "dobókockát"

és 1/60=1,67% valószínűséggel elbomlik, illetve 59/60=98,33% valószínűséggel túlél.

Mivel a valószínűség nehezen fogható fel, ezért sokan, akik nem fogják ezt fel, különféle szerencsejátékra költik a pénzüket, pedig...