Схема деления ядра

Скорость радиоактивного распада обычно характеризуют периодом по­лураспада Т _1/2.За это время число ядер уменьшается в два раза. Зная пе­риод полураспада, можно рассчи­тать, сколько радионуклида останет­ся через определённое время. Если радиоактивных атомов мало, подоб­ные расчёты неосуществимы — мож­но говорить только о вероятности их распада за определённое время. Для каждого радионуклида значение Т _1/2 постоянно.

Если радионуклид распадается быстро, то он называется короткоживущим. Значения Т _1/2для таких ра­дионуклидов могут составлять 10^-10— 10^-12 с и меньше. Например, для сверхлёгкого изотопа кислорода ¹²О Т _1/2 = 10^-21 с. Для долгоживущих, мед­ленно распадающихся ядер значе­ния Т _1/2 иногда достигают многих миллиардов лет. Для природных ра­дионуклидов ²³⁸U,⁴⁰К и ²³²Th Т _1/2 рав­ны соответственно 4,47•10⁹, 1,28•10⁹ и 1,405•10¹⁰ лет. В этом случае мож­но полностью пренебречь убылью атомов и за 100, и за 1000 лет. Рекорд­но длительным периодом полураспа­да обладает радионуклид ¹¹³Сd — 9•10¹⁵лет!

Сравнительно короткоживущие радионуклиды франция, радия, акти­ния, протактиния и других элементов образуются с постоянной скоростью при радиоактивном распаде долгоживущих природных изотопов: урана-238, урана-235 и тория-232.

Зная значение T _1/2 радионуклида, можно найти его активность а — чис­ло ядер, распадающихся за 1 с в об­разце, который содержит N атомов радионуклида: а = (0,693/ T _1/2)• N. Еди­ницей активности в СИ служит беккерель (Бк), соответствующий одно­му распаду в секунду. Активность, равная 1 Бк, очень маленькая. Доста­точно сказать, что активность тела че­ловека составляет примерно 100 Бк. Поэтому часто используют произ­водные единицы: килобеккерель (1кБк=1000 Бк); мегабеккерель (1МБк=1000000 Бк) и др.

Активность нашего тела связана в основном с наличием калия (природ­ный калий включает 0,012%радио-

нуклида ⁴⁰К). Кроме того, в живых ор­ганизмах содержатся микроколичест­ва урана, радия, углерода ¹⁴С (его иногда называют радиоуглеродом), трития ³Н, некоторых других радио­активных элементов, постоянно при­сутствующих в окружающей среде.

КАК ПОЛУЧАЮТ

ИСКУССТВЕННЫЕ

РАДИОНУКЛИДЫ

Для получения радионуклидов ис­пользуют ядерные реакции. От химической ядерная реакция отличается тем, что в ходе её изменяются ядра, и, следо­вательно, одни атомы пре­вращаются в другие. В та­ких реакциях участвуют ядра-мишени атомов раз­личных элементов, а сна­рядами (бомбардирую­щими частицами) чаще всего служат нейтроны, протоны, дейтроны (ядра атомов тяжёлого водоро­да — дейтерия ²₁H), a-частицы, а иногда также g-кванты с большой энергией или ядра других атомов (более лёгких, чем ядра атомов-мишеней).

Первую ядерную реакцию осуще­ствил в 1919 г. Эрнест Резерфорд. Он облучал a-частицами атомы азота.