Основной закон радиоактивного распада. Активность радиоактивного вещества

1. Основной закон радиоактивного распада. Все процессы радиоактивного распада подчиняются общим законам, согласно которым вероятность распада одного ядра в единицу времени является для данного типа ядра постоянной величиной. Ее называют постоянной распада , она дает вероятность распада одного ядра за единицу времени.

Пусть N – число ядер, не распавшихся к моменту времени , а  –количество ядер, претерпевших распад за промежуток времени () ядер, тогда для вероятности распада ядра за единицу времени можно записать

,

откуда следует основной закон радиоактивного распада

                                                  .                                         (6.12)

В выражении (6.12) через  обозначено начальное число радиоактивных ядер в веществе.

2. Период полураспада Т – это время, за которое распадается половина первоначального количества ядер: . Он связан с постоянной распада  формулой

                                                  .                                         (6.13)

3. Среднее время жизни  радиоактивного ядра.

Получим формулу для среднего времени  жизни ядра. За время  распадается  ядер, их время жизни можно считать одинаковым и равным , это связано с малостью интервала . Суммарное время жизни этих ядер будет равно (- ). Суммируя время жизни ядер по всем интервалам  от нуля до бесконечности и деля эту сумму на первоначальное количество частиц , получим

,

                                              .                                    (6.14)

3. Активность радиоактивного вещества – это величина, определяющая интенсивность радиоактивного распада и равная количеству распадов в данном радиоактивном веществе, происходящих за единицу времени:

                           ,                  (6.15)

где начальная активность  радиоактивного вещества равна

                                                 .                                        (6.16)

Единицей измерения активности в СИ является беккерель (). При активности р-а вещества в 1  в веществе происходит один распад за одну секунду (). Применяется более крупная единица, называемая кюри, она составляет .

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 16

1. Перечислите основные свойства ядерных сил.

2. Что такое энергия связи ядра? По какой формуле она рассчитывается?

3. Запишите уравнения, описывающие a- и b^-- распады.

4. Активность некоторого радиоактивного вещества уменьшилась в 4 раза за 60 суток. Чему равны период полураспада и постоянная распада для этого р-а вещества?

5. Запишите недостающие обозначения в следующих реакциях:

1) ;   2)

 

Библиографический список

1. Валишев, М.Г. Физика. Часть 3. Электромагнетизм: учебное пособие / М.Г. Валишев, А.А. Повзнер. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2006. – 55 с.

2. Малышев, Л.Г. Избранные главы курса физики. Электромагнетизм: учебное пособие / Л.Г. Малышев, А.А. Повзнер. – Екатеринбург: изд-во Урал. ун-та, 2014. – 169 с.

3. Валишев, М.Г. Физика. Часть 4. Колебания и волны: учебное пособие / М.Г. Валишев, А.А. Повзнер. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2006. – 90 с.

4. Валишев, М.Г. Курс общей физики: учебное пособие / М.Г. Валишев, А.А. Повзнер. – СПб: Лань, 2010. – 576 с.

5. Валишев, М.Г. Физика. Часть 5. Волновая оптика: учебное пособие / М.Г. Валишев, А.А. Повзнер. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2006. – 61 с.

6. Малышев, Л.Г. Основные законы классической физики в примерах и задачах / Л.Г. Малышев, К.А. Шумихина, А.В. Мелких [и др.]; под ред. Ф.А. Сидоренко. – Екатеринбург: УрФУ, 2013. – 404 с.

 

Электронный образовательный текстовый ресурс

 

 

Повзнер Александр Александрович

Андреева Анна Григорьевна

Шумихина Кямаля Арифовна

ФИЗИКА