Активность радионуклида. 
Надзор и контроль в сфере безопасности. 
Радиационная защита

Не все ядра радионуклида распадаются одновременно. В каждую секунду распадается лишь некоторая часть ядер радиоактивного элемента. Обозначим через N (t) число пераспавшихся ядер радионуклида в момент времени t. Изменение числа радиоактивных ядер за время At описывает следующее уравнение баланса:

где константа X определяет вероятность распада на одно ядро в единицу времени и называется постоянной распада. Она не зависит ни от химических, ни от физических условий, всегда имеет одно и то же значение для данного радионуклида и является мерой неустойчивости его ядер к распаду. Разделив (2.1) на At и переходя к пределу At -" 0, получим следующее дифференциальное уравнение

Интегрируя уравнение (2.2) с начальным условием N (t = 0) = N₀, получим экспоненциальный закон радиоактивного распада:

Из выражения (2.2) можно получить также количество радиоактивных распадов в единицу времени, которое называется активностью радионуклида — А

Единица активности в СИ — 1 распад/сек, называется беккерелем (Бк). Внесистемная единица активности — кюри (Ки) — это такая активность, при которой происходит 3,7• 10¹⁰ распадов в секунду, т. е. 1 Ки = 3,7- Ю¹⁰ Бк.

Из равенства (2.4) следует, что активность радионуклида определяется количеством его ядер (массой) в данный момент времени, а гак как количество радиоактивных ядер со временем уменьшается в соответствии с выражением (2.3), то и активность радионуклида изменяется со временем по закону радиоактивного распада

где А_{) = A (t = 0) = N₀X.

Отношение активности радионуклида в радиоактивном образце к массе (объему, площади поверхности) называется удельной (объемной, поверхностной) активноегью радионуклида.

Количество радиоактивного вещества принято выражать не массой, а активностью по следующим причинам:

• • обычно количество используемого радиоактивного вещества столь мало, что трудно измерить его массу;
• • радиоактивное вещество, как правило, находится в запаянных ампулах;
• • часто радиоактивное вещество находится в смеси с нерадиоактивным;
• • активность со временем уменьшается.

Для характеристики скорости радиоактивного распада пользуются величиной период полураспада Тц Он равен интервалу времени, в течение которого распадается половина первоначального количества ядер данного радионуклида. Если N (t) = N₀ /2, то из (2.3) получим.

>

откуда

Распад ядер сопровождается выходом корпускулярных частиц и фотонов, но далеко не всегда число испущенных частиц и фотонов совпадает с числом ядерных превращений. Поэтому термины альфа-, бетаили гаммаактивность не являются строгими, так как активность характеризует лишь число ядерных распадов.

Чтобы определить число частиц (фотонов), испущенных радиоактивным источником в единицу времени — мощность источника (q), надо знать его активность и соответствующий полный относительный выход — число частиц (например, электронов — пр, фотонов — п _у), испускаемых на один распад ядра. Величину п у называют также квантовым выходом.

Информацию об относительных выходах можно найти в специальных справочниках, например, [4, 10, 13, 14, 16].

Масса одного атома в граммах равна А/N_А, где А — масса одного моля в граммах, N_A — число Авогадро = 6,022*10²³ моль¹. Поэтому полная масса радионуклида т (г), соответствующая активности Л (Бк), равна:

Если активность задается в кюри, то в выражении (2.8) надо использовать коэффициент 8,86−10^-14. Активность в Бк массы т (г) радионуклида можно рассчитать по формуле