Основной закон радиоактивного распада

Радиоактивный распад ядер является вероятностным процессом. Указать конкретное время распада определенного ядра невозможно, поэтому необходимо оперировать интервалом времени и вероятностью распада определенного количества ядер изотопа за это время.

Радиоактивный распад подчиняется основному закону распада – число нераспавшихся радиоактивных ядер убывает со временем по экспоненциальному закону:

,

где N₀ и N – число исходных и оставшихся ядер, t – время, λ – постоянная распада – величина пропорциональная вероятности распада ядра (различна для разных радиоактивных веществ).

На практике обычно используют период полураспада (Т) – время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер:

Активность радиоактивного изотопа

Под активностью (А) радиоактивного изотопа понимают число распадов ядер (N) в единицу времени (t):

,

то есть активность убывает со временем по экспоненциальному закону.

,

где – активность препарата в начальный момент времени t=0.

Единица измерения активности в СИ – беккерель (Бк) – один акт распада в секунду. Так же используют внесистемные единицы:

– Кюри – 1 Ku = 3,7710¹⁰ Бк = 3,7710¹⁰ с^–1;

– Резерфорд – 1 Рд = 10⁶ Бк = 10⁶ с^–1.

В паспорте радиоактивного источника указывается, активность на определенный момент времени. При использовании радиоактивного вещества в целях диагностики или лечения необходимо вычислить активность на данный момент времени или другими словами решить вопрос о том, какое количество радиоактивного вещества необходимо взять для работы, исходя из его активности.

Естественная радиоактивность воздуха

Радиоактивность воздуха составляет до 50% от естественного радиоактивного фона и обусловлена в основном наличием радона (Rn) и продуктов его распада.

В природе встречаются три радиоактивных изотопа радона:

²¹⁹Rn с периодом полураспада 3,9 с;

²²⁰Rn с периодом полураспада 54,5 с;

²²²Rn с периодом полураспада 3,8 суток.

Радон относится к инертным газам, не имеет цвета, запаха и вкуса. Образуется в радиоактивных рудах и минералах земли, откуда поступает в атмосферу. Является источником высокоэнергетичных -частиц (5,40 МэВ) и -излучения (0,51 МэВ).

В единице объема воды при 0С растворяется 0,5 объема радона. Химически радон не активен, но может образовывать клатраты с водой, фенолом, толуолом. Продукты распада радона (радий А, радий В радий С, изотопы полония, висмута и свинца) – радиоактивные твердые вещества которые хорошо сорбируются в пористых телах.

На определении концентрации радона в приповерхностном слое воздуха основаны эманационные методы геологической разведки, позволяющие оценить содержание урана и тория в земной коре на глубине до 1,5 км.

Радон используется в медицине: при применении радоновых ванн изотоп легко проникает в организм и, циркулируя в крови, оказывает комплексное действие на организм. Рекомендуются радоновые ванны при лечении заболеваний нервной и сердечно-сосудистой систем, органов дыхания и пищеварения, костей, суставов и мышц, гинекологических заболеваний, болезней обмена веществ и др.