Радиоактивность и её характеристики

Радиоактивность — самопроизвольный распад атомных ядер с образованием новых дочерних ядер и различных излучений.

Естественный распад — свойственен неустойчивым ядрам, существующим в природе.

Искусственный распад — свойственен ядрам, возникающим при ядерных реакциях.

Протекание процесса радиоактивного распада во времени описывает основной закон радиоактивного распада:

.

где N — число целых ядер, dN — изменение числа N за промежуток времени dt, — постоянная распада, «-» — со временем число ядер уменьшается.

Число ядер уменьшается тем сильнее, чем дольше идёт распад и чем больше подвержено распаду ядер.

Окончательный вид:. В процессе радиоактивного распада число материнских ядер уменьшается по экспоненциальному закону.

Количественные характеристики радиоактивного распада

Постоянная распада —. Пусть t — время релаксации, т. е. среднее время жизни изотопа. За это время по определению число ядер уменьшится в e раз.

Физический смысл: постоянная распада обратна времени релаксации. Чем больше постоянная распада, тем меньше время релаксации и тем быстрее идёт распад, независимо от исходного количества ядер. Постоянная распада — характеристика способности ядра к распаду или вероятности распада ядра.

Для различных веществ постоянная распада различна. А процесс распада — статистический процесс.

Период полураспада () — время, за которое распадётся половина от исходного количества ядер. Связь между постоянной распада и периодом полураспада:

Чем больше постоянная распада, тем меньше период полураспада ядер у данного вещества.

Активность (А) — скорость распада, т. е. число ядер, распадающихся в единицу времени.

Внесистемные ед.: 1 Рд = 10⁶ Бк (резерфорд); 1 Ки = 3,7. 10¹⁰ Бк (кюри).

Связь между активностью и другими единицами:

.

где А₀ — исходная активность.

Активность уменьшается во времени по экспоненциальному закон.

Активность тем выше, чем больше число радиоактивных ядер и чем меньше период полураспада.

Удельная массовая активность — активность единицы массы вещества.

Удельная объёмная активность — активность единицы объёма вещества.