Закон  радиоактивного  распада,период полураспада  радиоактивных изотопов

Здравоохранение материалы / Природная радиоактивность и законы радиоактивного распада / Закон  радиоактивного  распада,период полураспада  радиоактивных изотопов

 Вероятность распада в каждый данный момент пропорцио­нальна числу нераспавшихся атомов. Экспериментально найдено, что количество радиоактивного вещества уменьшается в соответ­ствии с экспоненциальной кривой. Экспоненциальный закон радио­активного превращения единичного изотопа выражается урав­нением

N

=

No

  *

e

-

λt

где N

   — число атомов, распавшихся за данный промежуток вре­мени t;  No

— число атомов,  еще не распавшихся  к этому   моменту; e

   — основание натуральных логарифмов; λ

   — коэффициент пропорциональности,  который называется постоянной распада.  Она показывает, какая часть имею­щихся   радиоактивных   ядер   распадается   каждую   се­кунду.

Вероятность распада ядра в единицу времени (λ) у разных изотопов различна, но для одного и того же изотопа она постоянна, поэтому и называется постоянной распада. Чем больше постоянная распада тем быстрее распадается   изотоп,   следовательно,   тем меньше его период полураспада (Т), представляющий собой отрезок времени,  за  который  начальное число ядер  радиоактивного изотопа вследствие   спонтанного   распада   уменьшится в 2 раза. После  замены   в  формуле  экспоненциальной зависимости по­стоянной распада (λ) на период полураспада (Т) количество имеющихся радиоактивных ядер по истечении времени t определяется из уравнения

Nt

=

No

  *

e

-0.693

t

/

T

Для удобства и ускорения расчетов оставшееся по истечении времени t количество радиоактивных ядер для короткоживущих радиоактивных изотопов можно определить по таблицам распада или из расчетного коэффициента, соот­ветствующего частному от t/T.

После попадания радиоактивных изотопов в организм их коли­чество снижается не только за счет распада, но и вследствие вы­ведения из организма. Для определения продолжительности на­хождения радиоактивного вещества в организме и скорости его элиминации вводятся понятия биологического периода полураспада (Тбиол) и эффективного периода полураспада (TЭфф).

Тбиол — время, за которое из организма или отдельных органов выводится половина радиоактивного вещества.

Вследствие того, что одновременно с выведением изотопа про­исходит и физический распад, уменьшение его количества в орга­низме в 2 раза (ТЭфф) является результатом суммирования этих процессов.

TЭфф определяется путем повторных измерений радиоактивности всего тела или отдельных органов.

Тбиол или TЭфф можно получить из следующих уравнений:

1/ Тбиол = 1/ TЭфф - 1/ Tфиз

TЭфф = (Tфиз * Тбиол)/ (Tфиз + Тбиол)

ЕДИНИЦЫ РАДИОАКТИВНОСТИ

За единицу активности радионуклида в системе СИ принят беккерель (Бк) с размерностью с-1, т. е. 1 расп./с. Соотношение между беккерелем и ранее применявшейся единицей активности кюри  (Ки).

Удельная (Ауд), объемная (Аоб) и поверхностная (Апов) ра­диоактивность представляет собой отношение количества радио­активного вещества, выраженного в беккерелях или его произ­водных, соответственно к единице массы, объема или площади распределения этого вещества (Бк • кг-1, Бк • м-3, Бк . м-2 и т. д.).