Лекция 3 Радиоактивность

Радиоактивность заключается в самопроизвольном (спонтан­ном) распаде ядер с испусканием одной или нескольких частиц. Такие ядра и соответствующие им нуклиды называют радиоак­тивными (в отличие от стабильных ядер). Радиоактивное ядро называют материнским, а ядра, образующиеся в результате распада, — дочерними.

Необходимое условие радиоактивного распада заключается в том, что масса исходного ядра должна превышать сумму масс продуктов распада. Поэтому каждый радиоактивный распад происходит с выделением энергии.

Радиоактивность подразделяют на естественную и искус­ственную. Первая относится к радиоактивным ядрам, сущест­вующим в природных условиях, вторая — к ядрам, получен­ным посредством ядерных реакций в лабораторных условиях. Принципиально они не отличаются друг от друга.

К основным типам радиоактивности относятся α-, β- и γ-распады. Рас­смотрим общий для всех видов радиоактивности закон протека­ния этих процессов во времени.

Основной закон радиоактивного распада.

Число ядер, распадающихся за малый промежуток времени dt, пропорцио­нально как числу N имеющихся ядер в этот момент, так и dt:

 

где -dN — убыль числа ядер за время dt (это и есть число рас­павшихся ядер за промежуток dt), λ — постоянная распада, ве­личина, характерная для каждого радиоактивного препарата. Интегрирование уравнения дает

 

где N₀ — число ядер в момент t = О, N — число нераспавшихся ядер к моменту t. Это соотношение и называют основным за­коном радиоактивного распада. Как видно, число N еще не распавшихся ядер убывает со временем экспоненциально.

Интенсивность радиоактивного распада характеризуют чис­лом ядер, распадающихся в единицу времени. Эта величина, ее называют активностью А, равна

 

Ее измеряют в беккерелях (Бк), 1 Бк = 1 распад/с; а также в кюри (Ки),

 

Активность в расчете на единицу массы радиоактивного пре­парата называют удельной активностью.

Наряду с постоянной λ и актив­ностью А процесс радиоактивного распада характеризуют еще двумя величинами: периодом полураспада Т и средним време­нем жизни τ ядра.

Период полураспада Т — это время, за которое распадается половина первоначального количества ядер.

Среднее время жизни τ.

 

Среднее время жизни τ равно промежутку време­ни, за которое первоначальное количество ядер уменьшается в е раз.

Период полураспада Т и среднее время жизни τ связа­ны между собой формулой