Активность радиоактивного источника

Активность радиоактивного источника

Акти́вность радиоакти́вного исто́чника — ожидаемое число элементарных радиоактивных распадов в единицу времени.

Содержание

Производные величины

Удельная активность — активность, приходящаяся на единицу массы вещества источника.

Объёмная активность — активность, приходящаяся на единицу объёма источника. Удельная и объёмная активности используются, как правило, в случае, когда радиоактивное вещество распределено по объёму источника.

Поверхностная активность — активность, приходящаяся на единицу площади источника. Эта величина применяется для случаев, когда радиоактивное вещество распределено по поверхности источника.

Единицы измерения активности

В системе СИ единицей активности является беккерель (Бк, Bq); 1 Бк = с−1. В образце с активностью 1 Бк происходит в среднем 1 распад в секунду.

Внесистемными единицами активности являются:

  • кюри (Ки, Ci); 1 Ки = 3,7·1010 Бк.
  • резерфорд (Рд, Rd); 1 Рд = 106 Бк (используется редко).

Удельная активность измеряется в беккерелях на килограмм (Бк/кг, Bq/kg), иногда Ки/кг и т. д. Системная единица объёмной активности — Бк/м³, часто используются также Бк/л. Системная единица поверхностной активности — Бк/м², часто используются также Ки/км² (1 Ки/км² = 37 кБк/м²).

Существуют также устаревшие внесистемные единицы измерения объёмной активности (применяются только для альфа-активных нуклидов, обычно газообразных, в частности для радона):

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

Зависимость активности от времени

Активность (или скорость распада), то есть число распадов в единицу времени, согласно закону радиоактивного распада зависит от времени следующим образом:

 A(t) = -\frac{dN}{dt} = \lambda N = \frac{\ln 2}{T_{1/2}} \, N_0 \, 2^{-t/T_{1/2}} = \frac{\ln 2}{T_{1/2}} \, \frac{m}{\mu} \, N_A \, 2^{-t/T_{1/2}} = A_0 \, 2^{-t/T_{1/2}},

где

  • NAчисло Авогадро,
  • T1/2период полураспада,
  • N(t) — количество радиоактивных ядер данного типа,
  • N0 — их начальное количество,
  • λ — постоянная распада,
  • μмолярная масса радиоактивных ядер данного типа,
  • m — масса образца (радиоактивных ядер данного типа).

Здесь предполагается, что в образце не появляются новые ядра данного радионуклида, в противном случае зависимость активности от времени может быть более сложной. Так, хотя период полураспада радия-226 всего 1600 лет, активность 226Ra в образце урановой руды совпадает с активностью урана-238 в течение почти всего времени существования образца (кроме первых 1-2 миллионов лет до установления векового равновесия, когда активность радия даже растёт).

Вычисление активности источника

Зная период полураспада (T1/2) и молярную массу (μ) вещества, из которого состоит образец, а также массу m самого образца, можно вычислить значение числа распадов, произошедших в образце за период времени t по следующей формуле (полученной из уравнения радиоактивного распада):

 N(t) = N_0 \left( 1-2^{-t/T_{1/2}} \right),

где N_0 = \frac{m}{\mu}N_A — начальное количество ядер. Активность равна (с точностью до знака) производной по времени от N(t):

A = -dN(t)/dt = \frac{N_0 \ln 2}{T_{1/2}}\cdot 2^{-t/T_{1/2}} .

Если период полураспада велик по сравнению с временем измерений (t \ll T_{1/2}), активность можно считать постоянной. В этом случае формула упрощается:

A = \frac{N_0 \ln 2}{T_{1/2}}.

Величина \lambda = \frac{\ln 2}{T_{1/2}} называется константой распада (или постоянной распада) радионуклида. Обратная ей величина \tau=1/\lambda = \frac{T_{1/2}}{\ln 2} называется временем жизни (совпадает с периодом полураспада с точностью до коэффициента 1/ln 2 ≈ 1/0,69 ≈ 1,44; её физический смысл — время, в течение которого количество радионуклида уменьшается в е раз).

Зачастую на практике приходится решать обратную задачу — определять период полураспада радионуклида, из которого состоит образец. Один из методов решения этой задачи, подходящий для коротких периодов полураспада, — измерения активности исследуемого препарата через различные промежутки времени. Для определения длинных периодов полураспада, когда активность за время измерения практически постоянна, необходимо измерить активность и количество атомов распадающегося радионуклида[1]:

 T_{1/2}= \frac{N_0 \ln 2}{A}.

Примеры

См. также

Примечания

  1. Фиалков Ю. Я. Применение изотопов в химии и химической промышленности. — Киев: Техніка, 1975. — С. 52. — 240 с. — 2000 экз.



Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Полезное


Смотреть что такое "Активность радиоактивного источника" в других словарях:

  • Активность (радиоактивного источника) — У этого термина существуют и другие значения, см. Активность. Активность радиоактивного источника  число элементарных радиоактивных распадов в единицу времени. Удельная активность  активность, приходящаяся на единицу массы вещества… …   Википедия

  • АКТИВНОСТЬ РАДИОАКТИВНОГО ИСТОЧНИКА — число радиоакт. распадов в единицу времени. Единице А. р. и. в системе СИ беккерелю (Бк) соответствует 1 распад в 1 с. Внесистемная единица кюри (Ки) равна 3,7*1010 Бк. А. р. и., приходящаяся на единицу массы источника, наз. уд. активностью. О… …   Физическая энциклопедия

  • активность радиоактивного источника — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN radioactive source activity …   Справочник технического переводчика

  • АКТИВНОСТЬ — радиоактивного источника, число радиоакт. распадов в ед. времени. Единице А. в системе СИ беккерелю (Бк) соответствует 1 распад в 1 с. Внесистемная ед. кюри (Ки) равна 3,7•1010 Бк. А., приходящаяся на ед. массы в ва источника, наз. удельной А.… …   Физическая энциклопедия

  • Активность — Активность: Активность (психология) в психологии Активность (термодинамика) термодинамическая Активность личности Активность оптическая см. Оптически активные вещества Активность пассивность (фрейдизм) Активность (радиоактивного источника)… …   Википедия

  • активность источника излучения минимально значимая — предельная активность открытого источника радиоактивного излучения на рабочем месте, при которой не требуется специального разрешения органов санитарного надзора на получение и использование источника; выражается в кюри или числом распадов в 1… …   Большой медицинский словарь

  • АКТИВНОСТЬ — (лат., от agere действовать). Действительность, производящая нечто, созидающая. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. активность (лат.; см. активный) 1) энергичная, усиленная деятельность, деятельное… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Ионизирующее излучение — Электромагнитное излучение Синхротронное Циклотронное Тормозное Тепловое Монохроматическое Черенковское Переходное Радиоизлучение Микроволновое Терагерцевое …   Википедия

  • СИ — У этого термина существуют и другие значения, см. СИ (значения). У слова «Си» есть и другие значения: см. Си. У слова «SI» есть и другие значения: см. SI. Даты перехода на метрическую систему …   Википедия

  • Международная система единиц — Запрос «СИ» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Иное название этого понятия  «SI»; см. также другие значения. Эту страницу предлагается переименовать в Система интернациональная. Пояснение прич …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»