Особенности изучаемого метода анализа

Скорость распада, или активность, для радиоактивного изотопа соответствует кинетике первого порядка

(1)

где А – активность, N – число радиоактивных атомов, присутствующих в образце во время t, и λ – константа распада радиоизотопа. Активность выражается количеством распадов в единицу времени, которая эквивалентна количеству атомов, подвергшихся радиоактивному распаду в единицу времени. В международной системе единиц (СИ) единицей активности является беккерель (Бк), равный одному распаду в секунду. Допускается применение внесистемных единиц расп./мин и кюри (Ки). 1 Ки = 3,7 × 10¹⁰ Бк.

Как любой процесс первого порядка, уравнение (1) может быть выражено в интегральной форме.

(2)

Подстановка уравнения (2) в уравнение (1) дает

(3)

Измеряя активность во время t, следовательно, мы можем определить начальную активность, А₀, или количество радиоактивных атомов первоначально присутствующих в образце, N₀.

Важным характеристическим свойством радиоактивного изотопа является его период полураспада, t_1/2, который является временем, необходимым для того, чтобы распалась половина радиоактивных атомов. Для кинетики первого порядка период полураспада не зависит от концентрации и выражается как

(4)

Поскольку период полураспада не зависит от количества радиоактивных атомов, то он остается постоянным в течение процесса распада. Таким образом, 50% радиоактивных атомов распадается за один период полураспада, 75% за два периода полураспада, и 87,5% за три периода полураспада.

Кинетическая информация о радиоактивных изотопах обычно дается в рамках периода полураспада, потому что он обеспечивает более интуитивное чувство устойчивости изотопа. Знание, например, что константа распада для равна 0,0247 лет^-¹, не дает немедленного чувства, как быстро он распадается. С другой стороны, знание того, что период полураспада для равен 28,1 года, проясняет, что концентрация в образце остается по существу постоянной в течение короткого периода времени.