반감기란?

방사성물질을 이루고 있는 원자나 분자의 집단을 관찰하면 시간이 경과함에 따라 점점 감소하게 되는 것을 알 수 있습니다. (감쇠의 형태는 지수함수적으로 갑쇠합니다.)

이는 방사성물질이 불안정하여 스스로 에너지를 방출하고 안정해지는 과정이라고 생각하시면 됩니다.

에너지를 방출하면 할수록 안정된 물질로 변해가게 되는 데 점점 방출하는 능력이 줄어들게 됩니다. 즉, 그 방사능이 줄어들게 되는 거죠.

최초의 방사능이 반으로 줄어드는 데까지 걸리는 시간을 우리는 반감기라고 부릅니다.

방사능이 줄어든다는 의미는 방사성원자수가 줄어든다는 의미와 같습니다.

따라서 방사성원자수가 반으로 줄어드는 데 걸리는 시간이 반감기라고 말해도 무방합니다.

이 반감기는 핵종에 따라서 틀리며, 각 핵종에 따라서 고유의 반감기를 가집니다.

예를 들어 Co-60의 반감기는 5.3년입니다.

만약 1Ci의 Co-60이 있다면 5.3년후에는 0.5Ci가 됩니다.

그럼 10.6년후에는?

0.25Ci가 되는거죠.

따라서 [첨부1]의 식을 기억하면 편리합니다. 이 식은 어떤 방사성물질이 일정시간이 경과한 후의 방사능이 어떻게 되는지를 구하는 공식으로 무조건적으로, 아무 생각없이 암기하십시오!

이 식을 모르고는 원자력이나 방사선을 공부할 수 없습니다.

[첨부1]의 식에서 반감기를 구하는 방법은 [첨부2]와 같습니다.

공부를 하시다가 자주 마주치는 핵종의 반감기는 눈여겨 보시는 게 좋겠죠?

제가 너무 어설푸게 말씀드렸죠?

[첨부3]을 암기하십시오. 반드시

[첨부1]

A  = [eqn: - {dN } over {dt }] = -λN  = [eqn: { 0.693} over {T }] x [eqn: { w} over {M }] x 6.02 x 1023 (dps)

= [eqn: { A}_{0 } { e}^{-λt }] = [eqn: { A}_{0 } { e}^{- { 0.693~t} over {T } }] =[eqn: { A}_{0 } {( ½) }^{ { t} over {T } }]

[eqn: { A}_{0 }] : 최초의 방사능

A  : 시간 t 경과후 방사능

T  : 반감기

λ : 붕괴정수

M  : 질량수 또는 원자질량

w  : 방사성물질의 무게

[첨부2]

A = [eqn: { A}_{0 } { e}^{-λt }] 에서

A = [eqn: { 1} over {2 }] Ao 이고 t = T 가 됩니다.

따라서 [eqn: { 1} over {2 } { A}_{0 }] =[eqn: { A}_{0 } {e }^{- λT}] 이므로 [eqn: { 1} over {2 }] = [eqn: {e }^{- λT}] 이고

이 식의 양변에 ln 을 취하면

T = [eqn: { 0.693} over {λ }] 임을 알 수 있습니다.

[첨부3]

핵 종	반 감 기
Co-60	5.3 년
Cs-137	30 년
C-14	5730 년
H-3	12.3 년
Sr-90	28.8 년
Y-90	64 시간
Ir-192	74.3 일
P-32	14.3 일
I-131	8 일
Tc-99m	6 시간