Доза на експозиция
Основният закон за радиоактивното разпадане на радионуклид. Единици за дейност
Законът за радиоактивния разпад се прилага само за съвкупността от атоми на даден радионуклид. въпросът е, че този процес е статистически и за едно ядро може да се посочи само вероятността за разпадане за определено време. Естественият радиоактивен разпад на ядрата протича спонтанно, без никакво външно влияние. Формулата за закона на разпадане на радиоактивно вещество: нека има брой N ядра от атоми на радионуклид. Тогава броят на разпадащите се ядра dN във времето dt е пропорционален на броя на атомите N и интервала от време dt:
dN = -λNdt (1), знакът минус показва, че броят на ядрата N на началните атоми намалява с времето.
λ-константа на разпадане λ = -dN/N = const при dt = 1, т.е. λ = вероятността за разпадане на едно ядро за единица време. В уравнение (1) разделяме дясната и лявата страна на N и интегрираме:
dN/N = - λdt; Ln където е началният брой на разпадащите се ядра на атомите (N = при t = 0) (t = O е началото).
След потенцирането ще получим: или (2) Формула (2) изразява основния закон на радиоактивния разпад, където е броят на радионуклидните ядра в момента на започване на времето (t = 0); λ е константата на разпадане, която е различна за различните радионуклиди; N е броят на радионуклидните ядра след време t; e - основа на естествен логаритъм (e = 2.713.).
Формула (2) има два недостатъка. Първият недостатък е, че въпреки че константата на разпадане λ е в таблиците, тя не носи пряка информация за скоростта на разпадане. Вторият недостатък е, че трябва да знаете, за да определите броя на разпадащите се ядра. Няма устройство за определянето му. Проблемите се решават по следния начин. Стойността на λ може да бъде заменена с друг условен знак, който носи пряка информация за скоростта на разпадане на радионуклида. За това се въвежда понятието полуживот T. Времето на полуразпад T е интервалът от време, през който първоначалният брой радиоактивни ядра е намален наполовина, а броят на разпадащите се ядра през времето T остава постоянен (λ = const).
В уравнение (2) разделяме дясната и лявата страна на N и довеждаме до формата: Ако приемем, че/N = 2, при t = T, получаваме Ln2 = λT, λ = 0,693/T, тогава N =
Количествата и N могат да бъдат заменени с друго понятие, като се използва следното свойство на явлението радиоактивност. Има инструменти, които регистрират всяко разпадане (освобождаването на всяка алфа частица, бета частица или гама квант). Очевидно е, че можете да определите броя на разпаданията за определен период от време. Това не характеризира нищо повече от скоростта на разпадане на радионуклид, което се нарича активност.
Активността е физическа величина, която характеризира броя на радиоактивните разпадания за единица време: A = Въз основа на определението за активност, следва, че тя характеризира скоростта на ядрените преходи за единица време. От друга страна, броят на ядрените преходи зависи от константата на разпадане λ.
Единицата на активност SI е:
1 разпад/s = 1 Bq.
Съществува и извънсистемна единица Кюри, но на практика и в литературата тя все още не се използва.
Активността на 1 g радий-226,1 Ku = 3,7 10 Bq се приема като 1 Ku; 1 Bq = 2,7 10 Ku.
Доза на експозиция. Скорост на дозата на експозиция
Доза на облъчване е частта от радиационната енергия, която се консумира при йонизацията и възбуждането на атоми и молекули на който и да е облъчен обект.
Доза на експозиция на фотони (Рентгеново и гама) лъчение характеризира способността им да създават заредени частици в материята. Той се изразява чрез съотношението на общия електрически заряд на йони от същия знак, образуван от радиация в определен обем въздух, към масата dm в този обем: X = dQ/dm .