Закон радиоактивного распада

Радиоактивный распад – явление статистическое, поэтому все предсказания носят вероятностный характер. Самопроизвольный распад большого числа ядер атомов подчиняется закону радиоактивного распада

N=N₀ exp (-lt), (2)

где N₀ – число нераспавшихся ядер в момент времени t=0; N – число нераспавшихся ядер в момент времени t; l - постоянная радиоактивного распада, она характеризует вероятность распада ядер за 1 с. Величина t=1¤l - является средним временем жизни изотопа, за время Dt=t число нераспавшихся ядер убывает в е =2,72 раз. Вводят также понятие периода полураспада Т _1/2 – время, за которое распадается половина радиоактивных ядер, т.е. N=N ₀ /2. Подставляя это условие в (2), находим

N ₀ /2=N ₀exp (-lT _1/2 ), отсюда

Т _1/2 =ln2/l=0,693/l=0,693t. (3)

Период полураспада для естественно-радиоактивных элементов колеблется от 10^-7 с до многих миллиардов лет. Активность радиоактивного вещества характеризует число распадов ядер в 1 с:

А=|dN/dt|=lN ₀exp (-lt)=A ₀exp (-lt). (4)

Единица активности в СИ – беккерель (Бк). 1 Бк – это активность, при которой за 1 с происходит один распад ядра. Часто используется внесистемная единица активности – кюри (Ки), 1 Ки =3,7×10¹⁰ Бк.

Поглощенная доза излучения – физическая величина, равная отношению энергии излучения к массе облучаемого вещества. Единица поглощенной дозы излучения – грей (Гр): 1 Гр = 1 Дж/кг – доза излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия любого ионизирующего излучения 1 Дж.

Экспозиционная доза излучения ­– физическая величина, равная отношению суммы электрических зарядов всех ионов одного знака, созданных электронами, освобожденными в облученном воздухе (при условии полного использования ионизирующей способности электронов), к массе этого воздуха.

Единица экспозиционной дозы излучения – кулон на килограмм (Кл/кг); внесистемной единицей является рентген (Р): 1 Р = 2,58´10^-4 Кл/кг.

Биологическая доза – величина, определяющая воздействие излучения на организм. Единица биологической дозы – биологический эквивалент рентгена (бэр): 1 бэр – доза любого вида ионизирующего излучения, производящее такое же биологическое действие, как и доза рентгеновского или g-излучения в 1 Р (1 бэр = 10^-2 Дж/кг).

Мощность дозы излучения – величина, равная отношению дозы излучения к времени облучения. Различают: 1) мощность поглощенной дозы (единица – грей на секунду (Гр/с)); 2) мощность экспозиционной дозы (единица – ампер на килограмм (А/кг)).