Основният закон на радиоактивното разпадане на радионуклид
Законът за радиоактивното разпадане засяга само съвкупността от атоми на даден радионуклид. Факт е, че този процес е статистически и за едно ядро може да се посочи само вероятността от разпад за определено време. Естественият радиоактивен разпад на ядрата протича спонтанно, без външно влияние.Формулата на закона за разпадане на радиоактивно вещество : нека има брой N ядра на атоми на радионуклид. Тогава броят на разпадащите се ядра dN за времето dt е пропорционален на броя на атомите N и интервала от време dt:
dN=-λNdt (1) ,
знакът минус показва, че броят на ядрата N на първоначалните атоми намалява с времето,
λ-константа на разпадане λ=-dN/N=const при dt=1, т.е. λ=вероятност за разпадане на едно ядро за единица време.
или (2)
Формула (2) изразява основния закон на радиоактивното разпадане, където е броят на радионуклидните ядра в момента на началото на референтното време (t = 0); λ е константата на разпадане, която е различна за различните радионуклиди; N е броят на радионуклидните ядра след време t; e е основата на естествения логаритъм (e = 2,713.).
Формула (2) има два недостатъка. Първият недостатък е, че въпреки че константата на затихване λ е налична в таблиците, тя не носи пряка информация за скоростта на затихване. Вторият недостатък е, че за да се определи броят на разпадащите се ядра, е необходимо да се знае . Няма апарат, който да го определи. Проблемите се решават по следния начин. Стойността на λ може да бъде заменена с друг условен знак, който носи пряка информация за скоростта на разпадане на радионуклида. За тази цел се въвежда понятиетопериод на полуразпад T - това е периодът от време, през който първоначалният брой радиоактивни ядра е наполовина, а броят на разпадащите се ядра ввремето T остава постоянно (λ = const).
Стойностите и N могат да бъдат заменени с друга концепция, като се използва следното свойство на явлението радиоактивност. Има устройства, които регистрират всеки разпад (изхвърляне на всяка алфа частица, бета частица или гама квант). Очевидно е възможно да се определи броят на разпаданията за определен период от време. Това не характеризира нищо повече от скоростта на разпадане на радионуклида, която се нарича активност.
Активността е физическа величина, която характеризира броя на радиоактивните разпадания за единица време:A=
Въз основа на дефиницията на активността следва, че тя характеризира скоростта на ядрените преходи за единица време. От друга страна, броят на ядрените преходи зависи от константата на разпадане λ.
Единицата за активност в системата SI е приета: 1 разпад/s = 1 Bq.
Има и извънсистемна единица Кюри. За 1 Ku е взета активността на 1 g радий-226.1 Ku = 3.7·10 Bq; 1 Bq = 2,7·10 Ku.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: