Закон радиоактивного распада

Радиоактивным распадом называется естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Ядро, испытывающее радиоактивный распад, называется материнским; возникающее дочернее ядро, как правило, оказывается возбужденным, и его переход в основное состояние сопровождается испусканием г-фотона. Т.о. гамма-излучение — основная форма уменьшения энергии возбужденных продуктов радиоактивных превращений.

Самопроизвольный распад атомных ядер подчиняется закону радиоактивного распада.

.

где — число ядер в данном объеме вещества в начальный момент времени t = 0, N — число ядер в том же объеме к моменту времени t, — постоянная распада, имеющая смысл вероятности распада ядра за 1с и равная доле ядер, распадающихся в единицу времени.

Теория радиоактивного распада основывается на двух предположениях: 1) постоянная распада не зависит от внешних условий; 2) число ядер, распадающихся за время dt пропорционально наличному числу ядер. Убыль —dN числа ядер:

.

следовательно, закон распада получим, разделяя переменные и интегрируя выражение.

.

Интенсивность процесса радиоактивного распада характеризуют две величины: (1) период полураспада и (2) среднее время жизни радиоактивного ядра.

Период полураспада — время, за которое исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое:

.

откуда .

Суммарная продолжительность жизни dN ядер равна. Среднее время жизни для всех первоначально существовавших ядер:

.

Активностью нуклида в радиоактивном источнике называется число распадов, происходящих с ядрами образца в 1 с:

.

Единица активности — беккерель (Бк): 1 Бк — активность нуклида, при которой за 1с происходит один акт распада. Внесистемная единица активности нуклида в радиоактивном источнике — кюри (Ки): 1Ки = 3,7•10¹⁰ Бк.