33 Основной закон радиоактивного распада радионуклида. Единицы активности

Закон радиоактивного распада касается только совокупности атомов данного радионуклида. дело в том, что этот процесс статистический, и для отдельно взятого ядра можно лишь указать вероятность распада за определенное время. Естественный радиоактивный распад ядер протекает самопроизвольно, без всякого воздействия извне. Формула закона распада радиоактивного вещества: пусть имеется число N ядер атомов радионуклида. Тогда число распадающихся ядер dN за время dt пропорционально числу атомов N и промежутку времени dt:

dN=-λNdt (1) , знак минус показывает, что число ядер N исходных атомов уменьшается во времени.

λ-постоянная распадаλ=-dN/N=const при dt=1,то есть λ=вероятности распада одного ядра за единицу времени. В уравнении (1) поделим правую и левую части на N и проинтегрируем:

dN/N=- λdt ; ; Ln где есть начальное число распадающихся ядер атомов ( N= при t= 0) (t = О — начало отсчета).

После потенцирования получим: или (2)Формула (2) выражает основной закон радиоактивного распада, где — количество ядер радионуклида в момент начала отсчета времени (t = 0); λ — постоянная распада, которая для различных радионуклидов разная; N — количество ядер радионуклида спустя время t; е — основание натурального логарифма (е = 2,713....).

Формула (2) имеет два недостатка. Первый недостаток — хотя постоянная распада λ имеется в таблицах, но прямой информации о скорости распада она не несет. Второй недостаток — для определения числа распадающихся ядер необходимо знать . Прибора для его определения не существует. Проблемы разрешаются следующим образом. Величина λ может быть заменена другой условной хар-ой , которая несет прямую информацию о скорости распада радионуклида. Для этого вводится понятие период полураспада Т. Периодом полураспада Т называется промежуток времени, в течение которого исходное число радиоактивных ядер уменьшается вдвое, а число распадающихся ядер за время Т остается постоянным (λ = const).

В уравнении (2) правую и левую часть поделим на N и приведем к виду: Полагая, что /N=2,при t=T,получим Ln2=λT, λ=0,693/Т тогда N=

Величины и N можно заменить другим понятием,пользуясь следующим свойством явления радиоактивности. Есть приборы, которые регистрируют каждый распад (выброс каждой альфа-частицы, бета-частицы или гамма кванта). Очевидно, что можно определить количество распадов за определенный промежуток времени. Это характеризует не что иное, как скорость распада радионуклида, которую называют активностью.

Активность — это физическая величина, характеризующая число радиоактивных распадов в единицу времени: А=Исходя из определения активности следует, что она характеризует скорость ядерных переходов в единицу времени. С другой стороны, количество ядерных переходов зависит от постоянной распада λ.

Единицей активности в системе СИ принят:

1 распад/с = 1 Бк.

Существует и внесистемная единица Кюри.Однако на практике и в литературе она пока не используется.

За 1 Кu принята активность 1 г радия-226.1 Кu= 3,7 10Бк; 1 Бк= 2,7 10Кu.