Закон радиоактивного распада

Как вы помните, радиоактивность – явление спонтанное, самопроизвольное. То есть мы не можем предсказать когда распадется конкретный атом. Но статистика неумолима и точна – оказалось, что мы совершенно точно можем сказать когда от первоначального числа атомов останется ровно половина.

Эту закономерность можно показать на простом примере. Если взять закрытую стеклянную колбу, содержащую некоторое количество радона, окажется, что приблизительно через 57 секунд количество радона в колбе уменьшится вдвое.

Ещё через 57 секунд из оставшихся атомов снова останется половина и так далее. Вот этот промежуток времени, в течение которого исходное количество ядер радиоактивного элемента примерно уменьшается вдвое, был назван периодом полураспада.

Обозначается период полураспада большой буквойТ, а единицей его измерения в СИ является секунда. Хотя применяются и внесистемные единицы, так как значения периодов полураспада различных радиоактивных изотопов находятся в самом широком диапазоне — от доли микросекунды до десятка миллиардов лет.

При этом, период полураспада не зависит от того, в каком состоянии находится вещество: твёрдом, жидком или газообразном. Кроме того, период полураспада не зависит от времени, места и условий, в которых находится радиоактивное вещество. Иными словами, количество радиоактивных ядер «тогда», и «сейчас» зависит только от промежутка времени прошедшего с момента начала регистрации процесса распада ядер.

Во всех случаях, когда отделяли один из радиоактивных продуктов и исследовали его активность независимо от радиоактивности вещества, из которого он образовался, было обнаружено, что активность при всех исследованиях уменьшается со временем по закону геометрической прогрессии.

Здесь N–число нераспавшихся ядер, N₀–первоначальное число ядер, T–период полураспада для конкретного вещества (табличное значение, всегда можно загуглить), t–интересующий нас промежуток времени.

Из равенства видно, что чем больше период полураспада радиоактивного элемента, тем дольше он живёт и излучает, представляя опасность для живых организмов.

Отметим, что закон радиоактивного распада позволяет найти число нераспавшихся ядер в любой момент времени. Для примера давайте определим какая доля ядер изотопа прометия-147 с периодом полураспада 2, 6 года сохранится через 5 лет.