Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 1 013 работающих калькуляторов

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА · ОНЛАЙН

Сколько периодов полураспада нужно, чтобы осталась заданная доля ядер

После каждого периода полураспада число нераспавшихся ядер уменьшается вдвое: N = N₀·(1/2)ⁿ. Если нужно знать, сколько периодов потребуется для уменьшения в заданное число раз K = N₀/N, решают обратную задачу: n = log₂ K. Калькулятор вычисляет это число периодов; чтобы получить время, умножьте результат на период полураспада.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Кратность ослабления: для остатка 1 % введите 100, для остатка 12,5 % — 8.
Не меняйте: с основанием 2 логарифм сразу даёт число периодов полураспада.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Логарифм

Результат6,643856

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Сколько периодов полураспада нужно, чтобы осталась заданная доля ядер: логарифм по основанию 2

Обычно задачу про радиоактивный распад ставят так: известно число периодов полураспада, надо найти остаток. Но на практике чаще спрашивают наоборот — сколько периодов нужно, чтобы осталась заданная доля ядер или активность упала в нужное число раз. Калькулятор отвечает на этот вопрос с помощью логарифма по основанию 2.

Результат — число периодов полураспада, которое можно умножить на период T½ и получить время. Ниже разобраны формула, типовые значения, пример со временем, смысл основания логарифма и границы применимости расчёта.

Идея: сколько раз нужно разделить число ядер пополам

Каждый период полураспада T½ число нераспавшихся ядер уменьшается вдвое. После n периодов остаётся N = N₀·(1/2)ⁿ. Если известно, во сколько раз K = N₀/N нужно уменьшить количество вещества, то 2ⁿ = K, откуда n = log₂ K. Эта обратная задача решается логарифмом, а не подбором.

Результат безразмерен и может быть дробным. Время получают умножением на T½: t = n·T½. Поэтому один и тот же коэффициент ослабления требует для разных радионуклидов одного и того же числа периодов, но совершенно разного времени.

Типовые значения: 2, 10, 100 и 1000 раз

Уменьшение в 2 раза — один период, в 4 — два, в 8 — три, в 1024 — ровно десять. Отсюда запоминающееся правило: десять периодов ослабляют число ядер чуть более чем в тысячу раз, а двадцать — более чем в миллион (в 1 048 576 раз). Уменьшение в 10 раз соответствует log₂ 10 ≈ 3,32 периода, в 100 раз — 6,64.

Если задана доля, а не кратность, то K = 1 / доля. Остаток 12,5 % — это K = 8, три периода; остаток 1 % — K = 100, около 6,64 периода; остаток 0,1 % — K = 1000, около 9,97 периода. Калькулятор принимает именно кратность, потому что это единственный аргумент логарифма.

Пример: когда останется один процент

Пусть условный радионуклид имеет период полураспада 8 суток. Остаток 1 % соответствует K = 100, поэтому n = log₂ 100 ≈ 6,644 периода и время t ≈ 6,644·8 ≈ 53,2 суток. Через 6 периодов (48 суток) остаётся ещё 1,56 %, через 7 (56 суток) — 0,78 %, так что 1 % достигается между ними.

Пример учебный: период 8 суток взят для расчёта и не относится к конкретному препарату. Для реальных радионуклидов значение T½ берут из справочника, а решения о хранении, обращении и защите принимают по нормам радиационной безопасности, а не по этому расчёту.

Почему в поле стоит основание логарифма 2

Операция логарифма принимает любое основание. Основание 2 сразу даёт число периодов полураспада. Если ввести основание e, получится ln K = t/τ, то есть число средних времён жизни τ = T½/ln 2, а при основании 10 — число десятичных порядков ослабления: уменьшение в 1000 раз равно трём порядкам, или 9,97 периода.

Поле оставлено видимым, чтобы формулу можно было проверить, но менять его нужно только осознанно. Кратность должна быть положительной: при K < 1 результат отрицателен и означает рост количества, чего при распаде без источника быть не может.

Ограничения и допущения

Формула предполагает простой экспоненциальный распад одного радионуклида. Если у вещества есть радиоактивные дочерние продукты, оно поддерживается источником или выводится из организма по биологическим законам, суммарная активность убывает иначе. Для очень малого числа ядер распад случаен, и расчёт описывает среднее ожидание.

Результат — расчётная оценка для учебных задач и оценки времени выдержки. Любые работы с радиоактивными материалами подчиняются требованиям радиационной безопасности и выполняются обученным персоналом.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

n = log₂(N₀ / N), t = n · T½

Проверенные примеры

Остаток один процент

Сколько периодов полураспада нужно, чтобы осталось 1 % ядер? Период условного радионуклида — 8 суток.

K = 100, n = log₂ 100 ≈ 6,644, время t ≈ 6,644 · 8 ≈ 53,2 суток.

Остаток 12,5 %

Число ядер должно уменьшиться в 8 раз.

n = log₂ 8 = 3 периода.

Уменьшение в 1000 раз

Нужно ослабление в тысячу раз.

n = log₂ 1000 ≈ 9,966 — чуть меньше десяти периодов, так как 2¹⁰ = 1024.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Определите кратность ослабления K: для остатка 1 % она равна 100, для остатка 12,5 % — 8.
  2. Введите K в первое поле и оставьте основание логарифма 2.
  3. Нажмите «Вычислить» и получите число периодов полураспада n.
  4. Умножьте n на период полураспада T½, чтобы найти время t = n · T½.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Как перейти от процента остатка к кратности?

Разделите 100 на процент остатка: остаток 5 % даёт K = 20, остаток 0,1 % даёт K = 1000.

Как найти время, а не число периодов?

Умножьте результат на период полураспада: t = n · T½. Единицы времени определяются единицей T½.

Что означает отрицательный результат?

Кратность меньше единицы, то есть число ядер выросло. Для распада без источника такого не бывает.

Почему основание логарифма равно 2?

Потому что каждый период делит число ядер пополам. С основанием 2 логарифм сразу равен числу периодов.

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_030228/

Предварительный просмотр