Основные свойства радиоактивных веществ

2 мало связанных группы характеристик: связанные с энергией испускаемых частиц, и связанные с частотой испускания (связано с периодом жизни атома).

Интенсивность распада (активность): применяется ко всей массе имеющихся. радиоактивных атомов вещества. Т.е. сколько регистрируется распадов в данном куске материи в единицу времени.

1 dps (расп./сек) = 60 dpm (расп./мин) = 1 Bq (Бк) бекериль

1 Сi (Ки) = 3.7·10¹⁰ dps кюри

Кюри – исторически более ранние единицы;

Интенсивность зависит от некоего образцового материала при его экспозиции. Величина не константная, зависит от массы образца. Изменяется во времени по закону радиоактивного распада.

Удельная интенсивность(скорость) распада:

dA/dt = kA A = A₀ e^Kt

q Период (время) полураспада T_½

A = A₀ · (½)^{t / T½}

q Удельная (молярная) активность (УА) – активность 1 моль;

(носитель, теоретическая и практическая УА)

q Объёмная активность – концентрация р/а атомов (на см² раствора)

Удельная активность – нормировка на количество вещества, дифференциальная величина. Т _½ - интегральная величина.

Эти 2 величины связаны: чем интенсивнее распад, тем меньше Т _½.

Величины не меняются во времени, являются характеристиками радиопрепарата.

При переходе к удельной активности А₀ не нужна, так как идет нормировка на моль.

Удельная активность в формуле – теоретическая, или максимальная; как если бы все молекулы препарата были бы помечены. Но как правило, мечение препаратов никогда не происходит полностью. Более того, радиопрепараты разбавлены самой фирмой, чтобы нормировать. Если разбавить препараты, t→∞, С→С₀ (количество холодных частиц). Если переразбавить, t→∞, С→0.

Производители специально стандартизуют разбавление. УА такого препарата – практическая, УА неразбавленного – теоретическая, или max/

Как при разбавлении становится связаны УА и Т_½? Понятно, непосредственная связь теряется. Период остается тем же, т.к. относится только к радиоактивным атомам.

Чем больше разбавление, тем меньше удельная активность. Кроме того, зависит от времени. Количество радиоактивных атомов убывает, и уменьшается удельная активность. И убывает не по закону радиоактивного распада! Убывает медленней, чем количество атомов. Почему? Потому, что знаменатель тоже убывает. Если бы он был константой, то убывало бы по закону Рад. Распада.

Энергия испускаемых частиц:

ü Свободный пробег β-частицы пропорционален ее энергии.

ü Радиолиз, типы радиолиза. Стабилизаторы.

Прямой связи между периодом полураспада и энергией испускаемых частиц нет!

Как регистрировать распад? Только регистрацией образующихся частиц.

β-распад легче всего зарегистрировать, вылетающие частицы заряжены. Гамма-кванты регистрировать трудно.

При распаде происходит распределение энергии между образовавшимися частицами.

Для каждого изотопа есть Е_max, т.е. случай, когда вся Е досталась электрону. Величина энергии конечна, из закона сохранения энергии. Чему равен минимум?

Длина свободного пробега – то расстояние, но которое может продвинуться частица после испускания..Траектория прямолинейна, направление вектора движения– строго от испускающего атома. При движении в среде частица отдает энергию. Если энергии хватает для инициирования выбивания новой частицы (крайний вариант), испускается еще электрон. Движется, пока хватает энергии, потом – поглощается.

Длина пробега зависит от начальной энергии частицы и плотности среды, т.е., от количества столкновений, которые приводят к ионизации.

Длина пробега Р – 6 метров, нужна защита. А у Н – несколько долей мм?, и бог с ним.

Для К-захвата все хуже, т.к. энергия распределяется между вторичными электронами и гамма-квантами.

Что происходит с молекулой при рад. распаде? Выделяется энергия, не сопоставимая с энергией химических связей. Молекула «перегревается», происходит «распад в труху». Биополимеры распадаются но множество отдельных фрагментов – ионов, радикалов, просто фрагментов. [Почти то же происходит при образовании плазмы]

Электрон, гад, ионизует все, что ему попадается под руку. А под руку ему попадается наш радиопрепарат. Если радиопрепарат твердый, то он погибает почти мгновенно, не успев распасться. Если у нас раствор, образуется куча левых ионов и радикалов, включая ОН-радикалы. Эи радикалы реагируют, в т.ч и с препаратом.

Радиолиз: