Активність радіоактивного джерела

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Акти́вність радіоакти́вного джерела́ — очікувана кількість елементарних радіоактивних розпадів за одиницю часу.

Похідні величини[ред. | ред. код]

  • Питома активність — активність одиниці маси речовини джерела.
  • Об'ємна активність — активність одиниці об'єму джерела.
Питома та об'ємна активності використовуються, як правило, у випадку, коли радіоактивна речовина розподілена по об'єму джерела.
  • Поверхнева активність — активність одиниці площі джерела.
Використовується у випадках, коли радіоактивна речовина розподілена по поверхні джерела.

Одиниці вимірювання активності[ред. | ред. код]

В Міжнародній системі одиниць (СІ) одиницею активності є бекерель (Бк, Bq); 1 Бк = с−1. У взірці з активністю 1 Бк відбувається в середньому 1 розпад за секунду.

Позасистемними одиницями активності є:

  • кюрі (Кі, Ci); 1 Кі = 3,7×1010 Бк.
  • резерфорд (Рд, Rd); 1 Рд = 106 Бк (використовується рідко).

Питома активність вимірюється в бекерелях на кілограм (Бк/кг, Bq/kg), іноді Кі/кг і т.д. Системна одиниця об'ємної активності — Бк/м³, часто використовується також Бк/л. Системна одиниця поверхневої активності — Бк/м², часто використовується також Кі/км² (1 Кі/км² = 37 кБк/м²).

Існують також застарілі позасистемні одиниці вимірювання об'ємної активності (застосовуються тільки для альфа-активних нуклідів, як правило газоподібних, зокрема для радону):

  • махе; 1 махе = 13,5 кБк/м3;
  • еман; 1 еман = 0,1 нКі/л = 3,7 Бк/л = 3700 Бк/м3.

Залежність активності від часу[ред. | ред. код]

Активність (або швидкість розпаду), тобто кількість розпадів за одиницю часу, згідно з законом радіоактивного розпаду залежить від часу таким чином:

де

Тут вважається, що у взірці не з'являються нові ядра даного радіонукліду, в протилежному випадку залежність активності від часу може бути більш складною. Так, хоча період напіврозпаду радію-226[ru] всього 1600 років, активність 226Ra у взірці уранової руди збігається з активністю урану-238 на протязі майже всього часу існування взірця (крім перших 1-2 мільйонів років до встановлення вікової рівноваги, коли активність радію навіть росте).

Розрахунок активності джерела[ред. | ред. код]

Знаючи період напіврозпаду (T1/2) і молярну масу (μ) речовини, з якої складається взірець, а також масу m самого взірця, можна обчислити значення кількості розпадів, які відбулися у взірці за період часу t за такою формулою (отриманою з рівняння радіоактивного розпаду):

де  — початкова кількість ядер. Активність рівна (з точністю до знаку) похідній по часу від N(t):

Якщо період напіврозпаду великий у порівнянні з часом вимірювань активність можна вважати постійною. В цьому випадку формула спрощується:

Величина називається константою розпаду (або постійною розпаду) радіонукліда. Обернена до неї величина  називається часом життя (збігається з періодом напіврозпаду з точністю до коефіцієнта 1/ln 2 ≈ 1/0,69 ≈ 1,44; її фізичний смисл — час, на протязі якого кількість радіонукліду зменшується в e разів).

Як правило, на практиці доводиться розв'язувати обернену задачу — визначати період напіврозпаду радіонукліду, з якого складається взірець. Один з методів розв'язування цієї задачі, що підходить для коротких періодів напіврозпаду, — вимірювання активності досліджуваного препарату через різні проміжки часу. Для визначення довгих періодів напіврозпаду, коли активність за час вимірювання практично постійна, необхідно виміряти активність і кількість атомів радіонукліду, що розпадається[1]:

Приклади[ред. | ред. код]

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Фиалков Ю. Я. Применение изотопов в химии и химической промышленности. — Киев : Техніка, 1975. — С. 52. — 2000 прим.(рос.)

Література[ред. | ред. код]

  • Применения ядерной химии и изотопных методов (Методы изотопного разбавления) // Основные законы химии: В 2-х томах. Пер. с англ / Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. — М. : Мир, 1982. — Т. II. — С. 428–429.(рос.)