Для решения задачи о распаде радиоактивного изотопа воспользуемся свойством, что масса уменьшается вдвое каждые 4 минуты. Мы можем использовать формулу распада для нахождения массы в любой момент времени.
Шаг 1: Определение начальных данных
- Начальная масса изотопа, \( m_0 = 1440 \) мг.
- Время полураспада, \( t_{1/2} = 4 \) минуты.
- Прошедшее время, \( t = 20 \) минут.
Шаг 2: Вычисление количества периодов полураспада
Для того чтобы найти, сколько раз изотоп распадется за 20 минут, мы делим общее время на время полураспада:
\[ n = \frac{t}{t_{1/2}} = \frac{20}{4} = 5 \]
Значит, за 20 минут произойдет 5 полураспадов.
Шаг 3: Применение формулы распада
Формула, описывающая распад радиоактивного вещества, выглядит так:
\[ m = m_0 \cdot \left( \frac{1}{2} \right)^n \]
где:
- \( m \) — масса изотопа после времени \( t \),
- \( n \) — количество полураспадов.
Теперь подставим известные значения в формулу:
\[ m = 1440 \cdot \left( \frac{1}{2} \right)^5 \]
Шаг 4: Вычисление массы
Сначала найдем \( \left( \frac{1}{2} \right)^5 \):
\[ \left( \frac{1}{2} \right)^5 = \frac{1}{32} \]
Теперь подставим это значение в формулу:
\[ m = 1440 \cdot \frac{1}{32} \]
Теперь выполним деление:
\[ m = \frac{1440}{32} = 45 \]
Ответ: Масса изотопа через 20 минут составит 45 мг.