반으로 줄어드는 시간 (반감기)
Half-life
방사성 원자핵이 «반으로 줄어드는 시간» 은 처음에 몇 개였느냐에 따라 달라질까요?
무슨 일이 일어났나
반감기(half-life)는 어떤 방사성 동위 원소의 원자 절반이 붕괴하는 데 걸리는 시간입니다(NRC).
원자핵 하나가 언제 부서질지는 알 수 없지만 부서질 확률은 그 원자핵의 나이와 상관없이 정해져 있어서(LBL), 많은 원자핵을 모으면 반감기마다 꼬박꼬박 반씩 줄어듭니다.
시뮬레이터에서 라돈-222 1000 개는 반감기 2 번 뒤 249 개(0.249), 3 번 뒤 0.129 가 남아 식 (½)² = 0.250 · (½)³ = 0.125 와 거의 같습니다.
잰 반감기는 100 만분의 1 초 정도부터 수십억 년까지 있습니다(NRC) — 라돈-222 는 약 3.8 일, 우라늄-238 은 약 45 억 년입니다(LBL).
💡 생활 속 예시
- 정해진 날짜에 한꺼번에 상하는 우유와 달리, 방사성 원자핵은 반감기마다 남은 것의 절반씩만 줄어들어 오랫동안 조금씩 남습니다.
- 색종이 한 장을 반으로 자르고 남은 반을 또 반으로 자르기를 세 번 하면 처음의 8 분의 1 이 남듯, 반감기 세 번 뒤에도 처음의 8 분의 1 이 남습니다(LBL).
🙅 오해 깨기오해 모음 보기
누가 왜 찾았나
러더퍼드는 토륨에서 나오는 방사성 기체(에머네이션)를 연구하며 토륨과 라듐의 에머네이션이 서로 다른 «수명» 을 가진다고 보고했습니다(APS). 1901~1903 년 캐나다 몬트리올의 맥길 대학교에서 그는 화학자 프레더릭 소디와 함께 방사능을 원자핵에서 입자가 나오는 일로 설명하고, 원소가 저절로 바뀌는 법칙을 세웠습니다(APS).
확인된 값
- 반감기 — 어떤 방사성 동위 원소의 원자 절반이 붕괴하는 데 걸리는 시간 (NRC)
- half the atoms decay 출처
- 잰 반감기의 범위 — 100 만분의 1 초에서 수십억 년까지
- µs – billions of years 출처
- 반감기 두 번이 지나면 처음의 4 분의 1 이 남는다
- 0.25 출처
- 반감기 세 번이 지나면 8 분의 1 이 남는다
- 0.125 출처
- 반감기 = 0.693 × 평균 수명 (N = N₀ e^(−t/T) 에서)
- 0.693 출처
- 원자핵이 붕괴할 확률은 그 원자핵의 나이와 상관없다
- age-independent 출처
- 탄소-14 반감기 (약)
- 5730 년 출처
- 라돈-222 반감기
- 3.8 일 출처
- 우라늄-238 반감기 (약 45 억 년)
- 4500000000 년 출처
- 러더퍼드와 소디가 방사능을 «원자핵에서 입자가 나오는 일» 로 바르게 설명한 때 (APS 기념 동판)
- 1901–1903 출처
- 두 사람이 원소가 저절로 바뀌는 법칙을 세움 (APS 기념 동판)
- laws of spontaneous transmutation 출처
- 러더퍼드 — 토륨과 라듐 에머네이션의 수명이 서로 다르다고 보고 (APS)
- different lifetimes 출처
- 기념 동판을 받은 곳 — 캐나다 몬트리올 맥길 대학교
- McGill University 출처
- 반감기는 방사성 동위 원소마다 정해진 성질 (NRC)
- characteristic property 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 지구과학 · 지구의 역사와 한반도의 암석 [12지구02-01]
- 한국 2022 · 지구과학 실험 · 고체 지구 탐구 [12지실01-10]
- 잉글랜드 · KS4 Physics: Atomic structure
- 일본 · 高等学校 物理 (4) 原子
출처
- https://www.nrc.gov/education-regulatory-research/glossary/half-life-radiological(확인 2026-11-12)
- https://www2.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/03/0.html(확인 2026-11-12)
- https://www.energy.gov/science/doe-explainsisotopes(확인 2026-11-12)
- https://www2.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/03/5.html(확인 2026-11-12)
- https://www.aps.org/funding-recognition/historic-sites/schulich-library(확인 2026-11-12)
이어서 보기
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