Период полураспада радионуклидов. Закон радиоактивного распада


Период полураспада радионуклидов. Закон радиоактивного распада


Для характеристики скорости распада радиоактивных элементов используют особую величину – период полураспада. Для каждого радиоактивного изотопа существует определенный интервал времени, в течение которого активность снижается в два раза. Этот интервал времени и носит название период полураспада.


Период полураспада (Т½) – это время, в течении которого распадается половина исходного количества радиоактивных ядер. Период полураспада – величина строго индивидуальная для каждого радиоизотопа. У одного и того же элемента могут быть изотопы с разными периодами полураспада. Имеются изотопы с периодом полураспада от долей секунды до миллиардов лет (от 3х10–7 с до 5х1015 лет). Так для полония-214 Т½ равен 1,6·10–4 с, для кадмия-113 – 9,3х1015 лет. Радиоактивные элементы подразделяются на короткоживущие (период полураспада исчисляется часами и днями) – родон-220 – 54,5 с, висмут-214 – 19,7 мин, иттрий-90 – 64 часа, стронций – 89 – 50,5 дня и долгоживущие (период полураспада исчисляется годами) – радий – 226 – 1600 лет, плутоний-239 – 24390 лет, рений-187 – 5х1010 лет, калий-40 – 1,32х109 лет.


Из элементов, выброшенных при аварии на ЧАЭС, отметим периоды полураспада следующих элементов: йод-131 – 8,05 дня, цезий-137 – 30 лет, стронций-90 – 29,12 лет, плутоний –241 – 14,4 года, америций-241 –
432 года.


Для каждого радиоактивного изотопа средняя скорость распада его ядер постоянная, неизменная и характерная только для данного изотопа. Количество радиоактивных атомов какого-либо элемента, распадающихся за промежуток времени пропорционально общему количеству имеющихся радиоактивных атомов.


dN = – lNdt,


где   dN – количество распадающихся ядер,


dt – промежуток времени,


N – количество имеющихся ядер,


-l – коэффициент пропорциональности (постоянная радиоактивного распада).


Постоянная радиоактивного распада показывает вероятность распада атомов радиоактивного вещества в единицу времени, характеризует долю атомов данного радионуклида, распадающихся в единицу времени, т.е. постоянная радиоактивного распада характеризует относительную скорость распада ядер данного радионуклида. Знак минус (-l) показывает, что количество радиоактивных ядер убывает со временем. Постоянную распада выражают в обратных единицах времени: с–1, мин–1 и т.д. Величину, обратную постоянной распада (r=1/l), называют средней продолжительностью жизни ядра.


Таким образом, закон радиоактивного распада устанавливает, что за единицу времени распадается всегда одна и та же доля нераспавшихся ядер данного радионуклида. Математический закон радиоактивного распада можно показать в виде формулы: λt


Nt = No х е-λt,


где    Nt – количество радиоактивных ядер, остающихся по окончании времени t;


No – исходное количество радиоактивных ядер в момент времени t;


е – основание натуральных логорифмов (=2,72);


-l – постоянная радиоактивного распада;


t – промежуток времени (равен t–to).


Т.е. число нераспавшихся ядер убывает со временем по экспоненте. По этой формуле можно рассчитать число нераспавшихся атомов в данный момент времени. Для характеристики скорости распада радиоактивных элементов на практике вместо постоянной распада пользуются периодом полураспада.


Особенность радиоактивного распада в том, что ядра одного и того же элемента распадаются не все сразу, а постепенно, в различное время. Момент распада каждого ядра не может быть предсказан заранее. Поэтому распад любого радиоактивного элемента подчиняется статистическим закономерностям, носит вероятностный характер и может быть математически определен для большого количества радиоактивных атомов. Иными словами, распад ядер происходит неравномерно – то большими, то меньшими порциями. Из этого следует практический вывод, что при одном и том же времени измерения числа импульсов от радиоактивного препарата мы можем получить разные значения. Следовательно, для получения верных данных необходимо измерения одной и той же пробы проводить не один, а несколько раз, и чем больше, тем точнее будут результаты.





Просмотров 26162 Комментариев 0
Познавательно:
Скажи свое мнение:
Добавить комментарий
Имя:* E-Mail:*

Вопрос:
1+1=
Ответ:*
Введите два слова, показанных на изображении: *