அரைவாழ்வுக் காலம்

அரைவாழ்வுக் காலம் (half-life) என்பது அடுக்குச் சிதைவுக்கு (Exponential decay) உட்பட்டிருக்கும் பொருள் அதன் தொடக்க அளவிலிருந்து அரைப்பங்கு ஆவதற்கு எடுக்கும் காலம் ஆகும். அரைவாழ்வுக் காலம் பற்றிய கருத்துரு கதிரியக்கச் சிதைவு (radioactive decay) தொடர்பிலேயே முதன்முதலில் உருவானது. ஆனால் இன்று இது பல துறைகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.

# அரை வாழ்வுகளுக்குப் பின்னர்	எஞ்சிய அளவின் விழுக்காடு
0	100%
1	50%
2	25%
3	12.5%
4	6.25%
5	3.125%
6	1.5625%
7	0.78125%
...	...
N	${\displaystyle {\frac {100\%}{2^{N}}}}$
...	...

அருகில் தரப்பட்டுள்ள அட்டவணையில் ஒவ்வொரு அரைவாழ்வுக் காலத்தின் முடிவிலும் எஞ்சும் விழுக்காட்டு (percentage) அளவு காட்டப்பட்டுள்ளது.

அடுக்குச் சிதைவொன்றில், அரைவாழ்வு காலம்${\displaystyle t_{1/2}}$ பின்வரும் சமன்பாட்டினால் தரப்படும்:

${\displaystyle t_{1/2}={\frac {\ln(2)}{\lambda }}}$,

இங்கு,

• ${\displaystyle \lambda }$ - கதிரியக்க மாறிலி அல்லது சிதைவு மாறிலி.

அரைவாழ்வுக் காலம் (${\displaystyle t_{1/2}}$), சராசரி ஆயுட்காலம் (mean lifetime, ${\displaystyle \tau }$) உடன் பின்வரும் சமன்பாட்டினால் தொடர்பு படுத்தப்படும்:

${\displaystyle t_{1/2}=\ln(2)\cdot \tau }$

விளக்கம்

யுரேனியம் போன்ற அணுக்களிலிருந்து இடைவிடாமல் துகள்களும் கதிர்களும் வெளிப்பட்டுக் கொண்டிருப்பது 1890 களில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அத்தகைய பண்பு கதிரியக்கம் எனப்பட்டது. கதிரியக்கமுள்ள அணுக்கள் தமது கருக்களிலிருந்து துகள்களை வெளியேற்றிச் சிதைந்து கொண்டிருந்தன. ஒவ்வோர் இனக் கதிரியக்க அணுவும் ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்கு நீடிக்குமானால், ஒரே மாதிரியான அணுக்களின் கூட்டமொன்று சிறிது காலத்திற்கு இருந்து விட்டுப் பிறகு திடீரென்று சேர்ந்தாற் போல ஒன்றாகச் சிதையும். அப்போது ஏராளமான ஆற்றல் வெளிப்படுவதாக இருக்கும். ஆனால் அதுபோல் நிகழ்வதில்லை. அதற்கு மாறாக ஒரே மாதிரியான கதிரியக்க அணுக்கள் ஏராளமாக உள்ள ஒரு கூட்டத்திலிருந்து தொடர்ச்சியாகச் சிறிய அளவில் ஆற்றல் வெளிப்பட்டுக் கொண்டேயிருக்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட நேர இடைவெளியில் சில அணுக்கள் சிதைந்து ஆற்றலை வெளிப்பபடுத்திக் கொண்டிருப்பதைப் போலத் தோன்றுகிறது. சில அணுக்கள் இன்று சிதையலாம். சில நாளை சிதையலாம். வேறு சில ஆயிரக் கணக்கான ஆண்டுகள் கழித்துக் கூட சிதையலாம். ஒரு குறிப்பிட்ட அணு எப்போது சிதையும் என்று சொல்லவே முடியாது. எனவே ஒரு கதிரியக்க அணுவின் வாழ்நாள் எவ்வளவு வேண்டுமானாலும் இருக்கலாம்.

ஆனால் ஓரினத்தைச் சேர்ந்த ஏராளமான கதிரியக்க அணுக்கள் கொண்ட ஒரு கூட்டத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் மொத்த எண்ணிகையில் ஒரு குறிப்பிட்ட பங்கு அணுக்கள் சிதைவதற்கான நிகழ்தகவு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலுள்ளது. ஒரு குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் எந்த எந்த அணுக்கள் சிதையுமென்று சொல்ல முடியாவிட்டாலும், மொத்தத்தில் ஐந்து சதவீதம் அல்லது பத்து சதவீத அணுக்கள் சிதைய எவ்வளவு நேரமாகுமென்பதைச் சொல்ல முடியும். ஏராளமான கதிரியக்க அணுக்கள் கொண்ட ஒரு கூட்டத்தில் 50 சதவீத அணுக்கள் சிதைய எவ்வளவு காலம் ஆகுமென்பதை ஒரு வசதியான அளவாக வைத்துக்கொள்ளலாம். அதற்கு அரை வாழ்வுக் காலம் என்று பெயர். யுரேனியம் 238 என்ற தனிமத்திற்கு அரை வாழ்வு காலம் 4468 மில்லியன் ஆண்டுகள்.^[1] அதாவது ஒரு கிலோ யுரேனியத்தில் அரைக் கிலோ சிதைய அவ்வளவு காலமாகிறது. சில தினமங்கள் அற்ப ஆயுள் உள்ளவை. போலோனியம் 212 இன் அரை வாழ்வுக் காலம் 0.0000003 வினாடிதான்.^[2][3]