|
Rozpad promieniotwórczy, to zachodząca samorzutnie przemiana jądrowa: alfa, beta lub gamma w wyniku której następuje emisja odpowiednio cząstki alfa, elektronu bądź pozytonu lub promieniowania elektromagnetycznego (fotonu). Samorzutny charakter rozpadów promieniotwórczych oznacza, że rozpad danego jądra nie jest powodowany żadnymi czynnikami zewnętrznymi i nie zależy jego wcześniejszych losów. To, czy w danym momencie czasu nastąpi rozpad danego jądra możemy opisać jedynie z pomocą pojęć statystycznych określając prawdopodobieństwo takiego rozpadu.
Rozpady poszczególnych jąder następują niezależnie od siebie. Liczba jąder, które ulegną rozpadowi w krótkim przedziale czasu proporcjonalna jest do liczby jąder N i do długości przedziału czasu, dt
(2.1.1) |
gdzie jest współczynnikiem proporcjonalności zwanym stałą rozpadu. Znak minus we wzorze (1.1.4) oznacza, że liczba jąder ulegających rozpadowi , odejmuje się od liczby jąder N. Dzieląc obie strony tego wzoru przez N uzyskujemy równanie różniczkowe, które można łatwo scałkować
(2.1.2) |
gdzie C jest stałą całkowania. Oznaczając przez N0 liczbę jąder w chwili początkowej tj. dla t=0 możemy wyznaczyć stałą całkowania:. Liczba jąder, które nie rozpadły się w czasie t wynosi więc
(2.1.3) |
Wzór (14.3.6) wyraża prawo rozpadu promieniotwórczego - podstawowe prawo przemian jądrowych. Liczba jąder, które uległy rozpadowi w czasie t wynosi
(2.1.4) |
Średni czas życia jądra promieniotwórczego równy jest odwrotności stałej rozpadu;.
Czas, w którym rozpadowi ulega połowa początkowej liczby jąder nazywany jest czasem połowicznego zaniku. Czas ten wyznaczyć można ze związku
(2.1.5) |
Liczba rozpadów zachodzących w jednostce czasu w źródle promieniotwórczym nosi nazwę aktywności A. Aktywność źródła określona jest więc jako stosunek liczby rozpadów w danym przedziale czasu do wielkości tego przedziału, patrz wzór (1.1.4),
(2.1.6) |
Jednostką aktywności jest bekerel (Bq). Jeden bekerel, to aktywność źródła, w którym zachodzi jeden rozpad na sekundę. Zanik aktywności źródła określony jest przez prawo rozpadu promieniotwórczego.