Активность

Радиоактивностью называется самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц.

Естественная радиоактивность – встречается у неустойчивых ядер, существующих в природе.

Искусственной радиоактивностью называется распад ядер, образованных в результате различных ядерных реакций.

Имеется три вида радиоактивного излучения: a, b, g.

Альфа-излучение – поток частиц с высокой энергией, которую представляют ядра гелия. a -частица состоит из двух протонов и двух нейтронов и обозначается

Бета-излучение – поток частиц с высокой кинетической энергией, которую представляют либо электроны, либо позитроны. b -частица обозначается или или (позитрон).

Гамма-излучение – имеет электромагнитную природу и представляет фотонов с высокой энергией ~ от 1 до 2-3 МэВ и малой длиной волны от 0,1 нм и меньше. Обозначается - g c индексом, указывающим энергию фотонов, например, g_0,5 или g_2,0.

Радиоактивный распад есть явление статистическое.

Пусть за малый интервал времени dt распадается dN ядер.

dN = -lN dt,

где l - постоянная распада.

Эта величина пропорциональна вероятности распада и различается для разных радиоактивных веществ. Знак «-» поставлен в связи с тем, что dN< 0, так как число не распавшихся радиоактивных ядер убывает со временем.

(N₀ – начальное число радиоактивных ядер)

, потенцируя

(1) .

Это и есть основной закон радиоактивного распада.

На практике вместо постоянной распада чаще используют другую характеристику радиоактивного изотопа – период полураспада Т. Это время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер. Чтобы установить связь между Т и l, подставим в (1) и t = T

логарифмируя

Работая с радиоактивными источниками, важно знать число частиц или g-фотонов, вылетающих из препарата а единицу времени. Это число пропорционально скорости распада, поэтому скорость распада называется активностью, является существенной характеристикой радиоактивного препарата:

Таким образом, активность препарата будет тем больше, чем больше радиоактивность ядер и чем меньше их период полураспада.

Активность препарата со временем убывает по экспоненциальному закону.

Единица измерения активности в СИ – распад в секунду. Наиболее употребительной единицей активностью является Кюри (Ки).

1 Ки = 3,7 × 10¹⁰ расп./с

1 Беккерель (Бк) – соответствует активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за 1 с происходит один акт распада

1 Рд = 10⁶ Бк = 10⁶ с^-1.

Для характеристики активности единицы массы радиоактивного источника вводят величину, называемую удельной массовой активностью и равную отношению активности изотопа к его массе. Удельная массовая активность выражается в беккерелях на килограмм (Бк/кг).

Существует еще одна внесистемная единица измерения активности – резерфорд (Рд), равная 10⁶ расп/с.