Полураспада радионуклидов

Для совокупности большого числа ядер число актов распада в единицу времени прямо пропорционально наличному количеству ядер. Это так называемый основной закон радиоактивного распада, который в дифференциальной форме записывается следующим образом:

, (4.1)

где N – количество имеющихся радиоактивных ядер;

λ – постоянная распада, с^-1;

– скорость распада (количество ядер радионуклида dN, которое распадается за интервал времени dt, т.е. это активность А). Минус указывает на уменьшение количества радиоактивных ядер с течением времени.

Эта зависимость может быть представлена также в виде

, (4.2)

где N_t – количество ядер в момент времени t, N_o – исходное количествоядер.

Время, за которое количество ядер радионуклида уменьшается вдвое, называется периодом полураспада (Т_1/2). Он указывает степень устойчивости ядра атома. Единицы измерения: с, ч, день и т. д.

При t = Т_1/2 N_t = N_o / 2, тогда из уравнения (4.2) следует:

,

откуда λ∙T = ln 2 = 0,693, т.е. период полураспада и постоянная распада связаны между собой соотношением

T_1/2 =0,693/λ., (4.3)

Каждый радиоактивный изотоп характеризуется своими значениями постоянной радиоактивного распада (посто­янная распада) λ и периода полураспада Т_1/2, которые являют­ся справочными величинами. Постоянная распада указывает на относительное уменьшение количества радиоактивных ядер за определенное время, т. е. это доля атомов радиоактивного изотопа, распадающихся за единицу времени. Измеряется по­стоянная распада в единицах, обратных времени (с^-1, ч^-1, день -¹ и т. д).

Отсюда видно, что чем больше значение периода полураспада, тем меньше значение постоянной распада (распад идет мед­леннее) и, наоборот, чем меньше значение периода полурас­пада, тем больше значение постоянной распада.

Следует от­метить, что значения периода полураспада и постоянной рас­пада не зависят от внешних условий и определяются лишь свойствами самого радиоактивного ядра. Естественно, каж­дый радиоактивный изотоп имеет свое значение периода по­лураспада и постоянной распада. Численные значения этих величин определяются экспериментально.

Цель работы: освоить методики экспериментального определения периодов полураспада радиоактив­ных изотопов.