Enunciado

Vida média de um núcleo radioativo. Usando a equação da radioatividade y = y 0 e - k t , os físicos chamam o número 1 / k de vida média de um núcleo radioativo. A vida média de um núcleo de radônio é de aproximadamente 1 / 0,18   =   5,6   dias. A de um núcleo de carbono-14 é superior a 8.000 anos. Mostre que 95 %   dos núcleos radioativos presentes inicialmente em uma amostra terão se desintegrado em um período equivalente a três vidas médias, isto é, no instante t = 3 / k . Portanto, a vida média de um núcleo permite estimar rapidamente o tempo de duração da radioatividade de uma amostra.

Passo 1

Pelo modelo de decaimento radioativo, temos

y = y 0 e - k t

Perceba que para t = 3 k

y = y 0 e - k ( 3 k ) = y 0 e - 3 = y 0 e 3

Passo 2

Perceba que analisando a amostra com 95 %   dos núcleos radioativos, teremos que y = 0,05 y 0 .Note também que podemos reescrevê-lo,

y = 0,05 y 0 = y 0 20

or outro lado, quando consideramos t = 0 , temos que y = 0,05   . Dessa maneira,

0,05 y 0 = y 0 e - k 0

⇒ 0,05 = y 0 e - 0

⇒ 0,05 = y 0 . 1

⇒ y 0 = 0,05  

Dessa maneira, ao compararmos ambos os resultados teremos

y 0 e 3 < y 0 20

Isso significa após um período equivalente a três vidas médias inferiores a 5 % permanecem com radioatividade.

Resposta

Isso significa após um período equivalente a três vidas médias inferiores a 5 % permanecem com radioatividade.

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