Период полураспада (время, за которое разрушается половина изотопов) изотопа иттрия–90 составляет 64 часа.
1) За какое время распадётся всех изотопов?
2) Взяли 4 изотопа. С какой вероятностью через 128 часов не распадётся ни одного изотопа? А ровно 2 изотопа?
Из определения периода полураспада количество нераспавшихся изотопов через время t будет определяться по формуле
Видно, что за 32 часа останется всего лишь
от исходного количества изотопов, что уже меньше, чем требуется по условию. Чтобы рассчитать время, за которое распадётся (а останется ) изотопов, придётся провести дополнительные преобразования:
Для ответа на вторую часть задачи потребуется переформулировать понятие периода полураспада. Для отдельных частиц его можно рассматривать как время, за которое каждый отдельный изотоп распадается с вероятностью Т. е. вероятность выжить через 2 периода полураспада (128 часов) для каждого отдельного изотопа составляет Чтобы определить вероятность сохранения всех 4 изотопов, нужно перемножить вероятности не распасться для каждого из них, т. е. суммарная вероятность составит %. В случае распада ровно двух изотопов потребуется рассмотреть все варианты. Пронумеруем частицы цифрами от 1 до 4. Условию соответствуют следующие варианты:
распались 1 и 2, остались 3 и 4;
распались 1 и 3, остались 2 и 4;
распались 1 и 4, остались 2 и 3;
распались 2 и 3, остались 1 и 4;
распались 2 и 4, остались 1 и 3;
распались 3 и 4, остались 1 и 2.
Вероятность всех этих 6 вариантов будет одинаковой и равной произведению вероятности для 2 изотопов распасться ( для каждого), а для 2 сохраниться ( для каждого). Т. е. суммарная вероятность составит %.