Мощности дозы излучения.

Для характеристики интенсивности ИИ используют величину мощности дозы излучения. Мощность дозы понимают как дозу (экспозиционную, поглощенную или эквивалентную), регистрируемую за единицу времени. Непосредственно измеряют, как правило, мощность экспозиционной дозы. Ее единицей в системе СИ является Кл / (кг × с), то есть А/кг. Весьма часто пользуются внесистемной единицей мощности экспозиционной дозы – Р/ч и ее производными (мР/час, мкР/ч). Единицами мощности поглощенной дозы служат Гр/с, рад/с и их производные. При хронических воздействиях недифференцированных потоков ИИ используют внесистемные единицы мощности эквивалентной дозы: Зв/год и бэр/год.

3.3. Основной закон радиоактивного распада. Период полураспада.

Радиоактивный распад ведет к постепенному уменьшению количества радиоактивных атомов. Однако невозможно предсказать какой атом и в какой момент времени распадется, поскольку одинаковые по своей природе ядра распадаются за различное время. Поэтому процесс радиоактивного распада можно описать достаточно надежно только для очень большого числа атомов, используя статистические методы.

Статистическая величина характеризующая вероятность распада ядра за одну секунду называется постоянной распада. Для разных радионуклидов величинаимеет строго определенное значение и является важной физической характеристикой ядер данного сорта.

Величина обратная постоянной распада называетсясредним временем жизни атомного ядра.

Основной закон радиоактивного распада утверждает, что независимо от типа распада доля распадающихся в единицу времени ядер есть величина постоянная для каждого вида радиоактивных изотопов. Математически этот закон записывается в виде:

, (1)

где - начальное количество атомов;- их количество спустя время;- постоянная распада;- время наблюдения;- математическая константа (~2,72).

Данное выражение позволяет оценивать количество не распавшихся атомов данного сорта в различные моменты времени.

Для характеристики скорости распада удобно использовать величину Т, называемую периодом полураспада.

Период полураспада – это время, в течение которого распадается половина исходного количества ядер. Для различных радиоактивных изотопов период полураспада составляет от долей секунды до многих миллиардов лет. Причем у одного и того же элемента могут быть изотопы, значительно отличающиеся периодом полураспада. Так, например, радий – 226 имеет период полураспада 1620 лет, а радий – 219 – всего

10^-3с.

В зависимости от периода полураспада радиоактивные изотопы разделяются на долгоживущие (годы и более) и короткоживущие (секунды, дни).

Период полураспада Ти постоянная распадасвязаны между собой следующим соотношением:

(2)

отсюда (3)

Заменив в уравнении 3 величину ее выражением, содержащим период полураспада, получим:

(4)

которое также отражает основной закон радиоактивного распада.

Из вида записи уравнений 1 и 4 следует, что число ядер радиоактивного изотопа уменьшается со временем по экспоненциальному закону. Графически закон радиоактивного распада может быть представлен экспоненциальной кривой, рисунок 1.

За времячисло не распавшихся ядер уменьшается в 2 раза, за время=2Т – в 4 раза и т.д. если общее время наблюдения, гдеклюбое положительное число, то количество не распавшихся ядер уменьшается в 2^краз.

Зная, период полураспада можно легко определить долю оставшихся радиоактивных атомов через любое время.

Например, если , то, т.е. число радиоактивных атомов за это время уменьшилось в 1024 раза, т.е. практически все радиоактивные ядра данном образце распадутся.