Máy tính Nửa đời
Tính chu kỳ bán rã, lượng ban đầu, lượng còn lại hoặc thời gian trôi qua trong phân rã lũy thừa với biểu đồ phân rã tương tác, công thức từng bước và các giá trị đồng vị có sẵn.
Trình chặn quảng cáo đang ngăn chúng tôi hiển thị quảng cáo
MiniWebtool miễn phí nhờ quảng cáo. Nếu công cụ này hữu ích, hãy ủng hộ bằng Premium (không quảng cáo + nhanh hơn) hoặc cho phép MiniWebtool.com rồi tải lại trang.
- Hoặc nâng cấp Premium (không quảng cáo)
- Cho phép quảng cáo cho MiniWebtool.com, rồi tải lại
Giới thiệu về Máy tính Nửa đời
Chào mừng bạn đến với Máy tính Chu kỳ bán rã, một công cụ toàn diện để tính toán sự phân rã lũy thừa trong vật liệu phóng xạ, dược động học và bất kỳ quá trình nào tuân theo động học phân rã bậc một. Máy tính này có tính năng trực quan hóa đường cong phân rã tương tác, phân tích công thức từng bước, các giá trị đặt trước cho các đồng vị phóng xạ phổ biến và tính toán độ chính xác cao.
Chu kỳ bán rã là gì?
Chu kỳ bán rã (t½) là thời gian cần thiết để một đại lượng giảm xuống còn một nửa giá trị ban đầu. Khái niệm này là nền tảng trong vật lý hạt nhân, hóa học, dược lý học và nhiều lĩnh vực khác, nơi các chất phân rã hoặc giảm dần theo quy luật lũy thừa theo thời gian.
Đặc điểm xác định của chu kỳ bán rã là tính không đổi của nó: bất kể bạn bắt đầu với bao nhiêu vật chất, luôn mất cùng một khoảng thời gian để một nửa trong số đó phân rã. Đặc tính này làm cho chu kỳ bán rã trở thành một đặc điểm nội tại của các đồng vị phóng xạ.
Công thức phân rã lũy thừa
Trong đó:
- N(t) = Lượng còn lại tại thời điểm t
- N₀ = Lượng ban đầu tại thời điểm t = 0
- t = Thời gian đã trôi qua
- t½ = Chu kỳ bán rã (thời gian để một nửa số lượng phân rã)
Các dạng thay thế
Phương trình chu kỳ bán rã có thể được biểu diễn bằng hằng số phân rã (λ):
trong đó λ = ln(2)/t½ ≈ 0.693/t½
Cách sử dụng Máy tính này
- Chọn đại lượng cần tính: Chọn biến bạn muốn giải - lượng còn lại, lượng ban đầu, thời gian trôi qua hoặc chu kỳ bán rã.
- Sử dụng thiết lập sẵn đồng vị (tùy chọn): Nhấp vào bất kỳ nút đồng vị phổ biến nào để tự động điền giá trị chu kỳ bán rã của nó. Các thiết lập sẵn bao gồm Carbon-14, Uranium-238, Iodine-131 và nhiều hơn nữa.
- Nhập các giá trị đã biết: Điền vào ba giá trị đã biết. Trường thứ tư (đang được giải) sẽ được tính toán.
- Thiết lập độ chính xác: Chọn số chữ số thập phân (2-15) cho kết quả của bạn.
- Tính toán: Nhấp vào nút để xem kết quả, trực quan hóa đường cong phân rã và các bước tính toán chi tiết.
Các đồng vị phóng xạ phổ biến
| Đồng vị | Chu kỳ bán rã | Sử dụng chính |
|---|---|---|
| Carbon-14 | 5.730 năm | Xác định tuổi khảo cổ học (phóng xạ carbon) |
| Uranium-238 | 4,468 tỷ năm | Xác định tuổi địa chất, nhiên liệu hạt nhân |
| Iodine-131 | 8,02 ngày | Điều trị ung thư tuyến giáp |
| Cobalt-60 | 5,27 năm | Xạ trị, chụp ảnh phóng xạ công nghiệp |
| Technetium-99m | 6,01 giờ | Chẩn đoán hình ảnh y tế (quét SPECT) |
| Radon-222 | 3,82 ngày | Giám sát môi trường |
| Strontium-90 | 28,8 năm | Theo dõi bụi phóng xạ hạt nhân |
| Plutonium-239 | 24.110 năm | Vũ khí hạt nhân, lò phản ứng |
Ứng dụng của Chu kỳ bán rã
Xác định tuổi bằng phóng xạ Carbon
Xác định tuổi bằng Carbon-14 được sử dụng để xác định tuổi của các vật liệu hữu cơ có tuổi thọ lên đến khoảng 50.000 năm. Các sinh vật sống duy trì tỷ lệ C-14/C-12 không đổi thông qua quá trình trao đổi chất. Sau khi chết, C-14 phân rã mà không được thay thế. Bằng cách đo lượng C-14 còn lại, các nhà khoa học tính toán được thời gian kể từ khi chết.
Y học hạt nhân
Các đồng vị y tế như Technetium-99m (t½ = 6 giờ) được chọn vì chu kỳ bán rã ngắn, cung cấp đủ thời gian để chẩn đoán hình ảnh đồng thời giảm thiểu phơi nhiễm bức xạ cho bệnh nhân. Iodine-131 điều trị các bệnh lý tuyến giáp bằng cách cung cấp bức xạ mục tiêu.
Dược động học
Chu kỳ bán rã của thuốc quyết định lịch trình liều lượng. Ví dụ, caffeine có chu kỳ bán rã khoảng 5 giờ ở người lớn. Sau 4-5 chu kỳ bán rã (20-25 giờ), hơn 95% thuốc thường được đào thải khỏi cơ thể.
Xác định tuổi địa chất
Các đồng vị có tuổi thọ cao như Uranium-238 (t½ = 4,5 tỷ năm) và Kali-40 (t½ = 1,25 tỷ năm) dùng để xác định tuổi đá và xác định tuổi của Trái đất vào khoảng 4,5 tỷ năm.
Khoa học môi trường
Hiểu về chu kỳ bán rã của các chất ô nhiễm và nhiễm xạ giúp dự đoán sự phục hồi của môi trường. Cesium-137 từ các vụ tai nạn hạt nhân (t½ = 30 năm) vẫn là một mối lo ngại trong nhiều thập kỷ.
Hiểu về Hằng số phân rã
Hằng số phân rã (λ) đại diện cho xác suất phân rã trên một đơn vị thời gian. Nó liên quan đến chu kỳ bán rã thông qua:
Hằng số phân rã lớn hơn nghĩa là phân rã nhanh hơn và chu kỳ bán rã ngắn hơn. Hằng số phân rã hữu ích trong các phương trình vi phân và khi kết hợp nhiều quá trình phân rã.
Nhiều chu kỳ bán rã
Sau n chu kỳ bán rã, phần còn lại là (1/2)ⁿ:
- Sau 1 chu kỳ bán rã: còn lại 50%
- Sau 2 chu kỳ bán rã: còn lại 25%
- Sau 3 chu kỳ bán rã: còn lại 12,5%
- Sau 4 chu kỳ bán rã: còn lại 6,25%
- Sau 5 chu kỳ bán rã: còn lại 3,125%
- Sau 10 chu kỳ bán rã: còn lại ~0,1%
Ngoài phóng xạ: Các ứng dụng khác
Khái niệm chu kỳ bán rã áp dụng cho bất kỳ quá trình phân rã lũy thừa nào:
- Phản ứng hóa học: Tốc độ phản ứng bậc một
- Điện tử: Sự phóng điện của mạch RC (sự suy giảm của tụ điện)
- Sinh học: Chuyển hóa thuốc, động học enzyme
- Tài chính: Khấu hao tài sản
- Thông tin: Sự suy giảm tính thời sự của tin tức hoặc khả năng lưu giữ trí nhớ
Câu hỏi thường gặp
Chu kỳ bán rã trong phân rã phóng xạ là gì?
Chu kỳ bán rã là thời gian cần thiết để một nửa số nguyên tử phóng xạ trong một mẫu phân rã. Nó là một đặc tính không đổi của mỗi đồng vị phóng xạ. Ví dụ, Carbon-14 có chu kỳ bán rã là 5.730 năm, nghĩa là sau khoảng thời gian này, một nửa số nguyên tử C-14 ban đầu sẽ phân rã thành Nitơ-14.
Công thức phân rã lũy thừa là gì?
Công thức phân rã lũy thừa là N(t) = N₀ × (1/2)^(t/t½), trong đó N(t) là lượng còn lại tại thời điểm t, N₀ là lượng ban đầu, t là thời gian đã trôi qua và t½ là chu kỳ bán rã. Công thức này có thể được sắp xếp lại để giải cho bất kỳ biến nào trong bốn biến này.
Chu kỳ bán rã được sử dụng như thế nào trong xác định tuổi bằng carbon?
Xác định tuổi bằng carbon sử dụng chu kỳ bán rã đã biết của Carbon-14 (5.730 năm) để xác định tuổi của các vật liệu hữu cơ. Các sinh vật sống duy trì một tỷ lệ không đổi giữa C-14 và C-12 thông qua quá trình hô hấp và nạp thức ăn. Sau khi chết, C-14 phân rã mà không được bù đắp. Bằng cách đo lượng C-14 còn lại, các nhà khoa học có thể tính toán sinh vật đó đã chết cách đây bao lâu.
Hằng số phân rã là gì và nó liên quan như thế nào đến chu kỳ bán rã?
Hằng số phân rã (λ) đại diện cho xác suất phân rã trên một đơn vị thời gian. Nó liên quan đến chu kỳ bán rã theo công thức λ = ln(2)/t½ ≈ 0.693/t½. Hằng số phân rã càng lớn nghĩa là phân rã càng nhanh và chu kỳ bán rã càng ngắn.
Chu kỳ bán rã có thể áp dụng cho các quá trình không phóng xạ không?
Có, khái niệm chu kỳ bán rã áp dụng cho bất kỳ quá trình phân rã lũy thừa nào. Điều này bao gồm việc đào thải thuốc khỏi cơ thể (dược động học), tốc độ phản ứng hóa học, sự phóng điện của tụ điện, sự suy giảm dân số, khấu hao tài sản và thậm chí cả sự suy giảm mức độ phù hợp của các meme hoặc tin tức trên internet.
Tại sao chu kỳ bán rã vẫn không đổi bất kể lượng vật chất là bao nhiêu?
Chu kỳ bán rã là hằng số vì phân rã phóng xạ là một quá trình ngẫu nhiên ở cấp độ nguyên tử. Mỗi nguyên tử có cùng xác suất phân rã trong bất kỳ khoảng thời gian nhất định nào, độc lập với các nguyên tử khác. Hành vi thống kê này dẫn đến một tỷ lệ cố định phân rã trên một đơn vị thời gian.
Tài nguyên bổ sung
Tham khảo nội dung, trang hoặc công cụ này như sau:
"Máy tính Nửa đời" tại https://MiniWebtool.com/vi/nửa-đời-máy-tính/ từ MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/
bởi đội ngũ miniwebtool. Cập nhật: 25 tháng 1, 2026
Bạn cũng có thể thử AI Giải Toán GPT của chúng tôi để giải quyết các vấn đề toán học của bạn thông qua câu hỏi và trả lời bằng ngôn ngữ tự nhiên.
Các công cụ liên quan khác:
Phép toán toán học nâng cao:
- Máy Tính Antilog
- Máy tính hàm Beta
- Máy tính hệ số nhị thức
- Máy tính phân phối xác suất nhị thức
- Máy tính Bitwise Nổi bật
- Máy tính Định lý Giới hạn Trung tâm
- Máy tính kết hợp
- Máy tính hàm lỗi bổ sung
- Máy tính số phức
- Máy tính Entropy Mới
- Máy tính chức năng lỗi
- Máy tính giảm dần theo cấp số nhân
- Máy tính tăng trưởng theo cấp số nhân
- Máy tính Tích phân Lũy thừa
- máy-tính-số-mũ-độ-chính-xác-cao Nổi bật
- Máy tính giai thừa Nổi bật
- Máy tính Hàm Gamma
- Máy tính tỷ lệ vàng
- Máy tính Nửa đời
- Máy tính phần trăm tăng trưởng
- Máy tính hoán vị
- Máy tính Phân phối Poisson Mới
- Máy Tính Căn Bậc của Đa Thức với Các Bước Chi Tiết
- Máy tính xác suất
- Máy Tính Phân Bố Xác Suất
- Máy tính Tỷ lệ
- Máy tính công thức bậc hai
- Máy tính ký hiệu khoa học
- Máy tính tổng khối
- Máy tính tổng các số liên tiếp
- Máy tính Tổng Bình phương