Чтобы решить задачу о распаде радиоактивного изотопа, воспользуемся данной формулой:
[
m = m_0 \cdot 2^{-\frac{τ}{T}}
]
где:
- ( m ) — масса изотопа в данный момент (в мг),
- ( m_0 ) — начальная масса изотопа (в мг),
- ( τ ) — время, прошедшее с момента начала распада (в мин),
- ( T ) — период полураспада (в мин).
В нашем случае:
- ( m_0 = 520 ) мг,
- ( m = 65 ) мг,
- ( T = 2 ) мин.
Мы ищем время ( τ ) (в мин), при котором масса изотопа составит 65 мг. Подставим известные значения в формулу:
- Подставим значения в формулу:
[
65 = 520 \cdot 2^{-\frac{τ}{2}}
]
- Разделим обе стороны уравнения на 520:
[
\frac{65}{520} = 2^{-\frac{τ}{2}}
]
- Упростим дробь ( \frac{65}{520} ):
[
\frac{65}{520} = \frac{1}{8}
]
Следовательно, уравнение принимает вид:
[
\frac{1}{8} = 2^{-\frac{τ}{2}}
]
- Запишем ( \frac{1}{8} ) как степень двойки:
Так как ( \frac{1}{8} = 2^{-3} ), то у нас получается:
[
2^{-3} = 2^{-\frac{τ}{2}}
]
- Сравним показатели степеней:
Сравнив показатели, мы получаем:
[
-3 = -\frac{τ}{2}
]
- Умножим обе стороны на -1:
[
3 = \frac{τ}{2}
]
- Умножим обе стороны на 2, чтобы найти ( τ ):
[
τ = 6
]
Таким образом, время, через которое масса изотопа составит 65 мг, равно 6 минутам.
Ответ: 6 минут.