钴60的半衰期为5年。如何以Q(t)= Q0e ^ -kt的形式获得钴60的指数衰减模型?

钴60的半衰期为5年。如何以Q(t)= Q0e ^ -kt的形式获得钴60的指数衰减模型?
Anonim

回答:

#Q(t)= Q_0e ^( - (ln(2))/ 5t)#

说明:

我们建立了一个微分方程。我们知道钴的变化率与存在的钴量成比例。我们也知道它是一个衰变模型,所以会有一个负号:

#(dQ)/(dt)= - kQ#

这是一个很好,容易和可分离的差异:

#int(dQ)/(Q)= -k int dt#

#ln(Q)= - kt + C#

#Q(0)= Q_0#

#ln(Q_0)= C#

#暗示ln(Q)= ln(Q_0) - kt#

#ln(Q / Q_0)= -kt#

将每一方提升到指数:

#(Q)/(Q_0)= e ^( - kt)#

#Q(t)= Q_0e ^( - kt)#

现在我们知道了一般形式,我们需要弄清楚什么 #K# 是。

让半生命表示 #头#.

#Q(tau)= Q_0 / 2 = Q_0e ^( - ktau)#

#therefore 1/2 = e ^( - ktau)#

采取双方的天然原木:

#ln(1/2)= -ktau#

#k = - (ln(1/2))/ tau#

为了整洁,重写 #ln(1/2)= -ln(2)#

#therefore k = ln(2)/ tau#

#k = ln(2)/(5)yr ^( - 1)#

#因此Q(t)= Q_0e ^( - (ln(2))/ 5t)#