Из-за распада число имеющихся ядер данного радионуклида постепенно убывает. График, показывающий, как происходит уменьшение числа ядер Nt радионуклида со временем t (экспонента) аналогичен кинетической кривой для реакций первого порядка (см. дополнительный очерк «Экспонента и гиперболы»).
Схема деления ядра.
Скорость радиоактивного распада обычно характеризуют периодом полураспада Т1/2. За это время число ядер уменьшается в два раза. Зная период полураспада, можно рассчитать, сколько радионуклида останется через определённое время. Если радиоактивных атомов мало, подобные расчёты неосуществимы — можно говорить только о вероятности их распада за определённое время. Для каждого радионуклида значение Т1/2 постоянно.
Если радионуклид распадается быстро, то он называется короткоживущим. Значения Т1/2 для таких радионуклидов могут составлять 10-10— 10-12 с и меньше. Например, для сверхлёгкого изотопа кислорода 12О Т1/2 = 10-21 с. Для долгоживущих, медленно распадающихся ядер значения Т1/2 иногда достигают многих миллиардов лет. Для природных радионуклидов 238U,40К и 232Th Т1/2 равны соответственно 4,47•109, 1,28•109 и 1,405•1010 лет. В этом случае можно полностью пренебречь убылью атомов и за 100, и за 1000 лет. Рекордно длительным периодом полураспада обладает радионуклид 113Сd — 9•1015лет!
Сравнительно короткоживущие радионуклиды франция, радия, актиния, протактиния и других элементов образуются с постоянной скоростью при радиоактивном распаде долгоживущих природных изотопов: урана-238, урана-235 и тория-232.
Зная значение T1/2 радионуклида, можно найти его активность а — число ядер, распадающихся за 1 с в образце, который содержит N атомов радионуклида: а = (0,693/T1/2)•N. Единицей активности в СИ служит беккерель (Бк), соответствующий одному распаду в секунду. Активность, равная 1 Бк, очень маленькая. Достаточно сказать, что активность тела человека составляет примерно 100 Бк. Поэтому часто используют производные единицы: килобеккерель (1кБк=1000 Бк); мегабеккерель (1МБк=1000000 Бк) и др.
Активность нашего тела связана в основном с наличием калия (природный калий включает 0,012% радио-
нуклида 40К). Кроме того, в живых организмах содержатся микроколичества урана, радия, углерода 14С (его иногда называют радиоуглеродом), трития 3Н, некоторых других радиоактивных элементов, постоянно присутствующих в окружающей среде.
Похожие статьи