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 g-квантов. Таким образом, g-излучение – основная форма уменьшения энергии возбужденных продуктов радиоактивных превращений.
Самопроизвольный распад атомных ядер подчиняется закону радиоактивного распада:
(6.7)
где N0 – число ядер в данном объеме вещества в начальный момент времени t=0, N – число ядер в том же объеме в момент времени t, l - постоянная распада, имеющая смысл вероятности распада ядра за 1 с 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.
Интенсивность процесса радиоактивного распада характеризуют две величины: период полураспада T1/2 и среднее время жизни радиоактивного ядра t.
Период полураспада T1/2 – время, за которое исходное число радиоактивных ядер уменьшается вдвое:
откуда
(6.8)
Суммарная продолжительность жизни dN ядер равна:
Среднее время жизни всех первоначально существующих ядер
(6.9)
Активностью нуклида A в радиоактивном источнике называется число распадов, происходящих с ядрами образца в 1 с:
(6.10)
Единица активности в СИ – беккерель (Бк): 1 Бк – активность нуклида, при которой за 1 с происходит один акт распада. Внесистемная единица активности нуклида – кюри (Ки): 1Ки = 3,7×1010 Бк.