Tabia muhimu zaidi ya radionuclide, kati ya mali zingine, ni mionzi yake, ambayo ni, idadi ya kuoza kwa kitengo cha wakati (idadi ya nuclei inayooza kwa sekunde 1).
Kitengo cha shughuli dutu ya mionzi- Becquerel (Bq). 1 Becquerel = kuoza 1 kwa sekunde.
Sehemu ya ziada ya utaratibu wa shughuli ya dutu ya mionzi, Curie (Ci), bado inatumika leo. 1 Ci = 3.7 * 1010 Bq.
Nusu ya maisha ya dutu ya mionzi
Nambari ya slaidi 10
Nusu ya maisha (T1/2) ni kipimo cha kiwango cha kuoza kwa mionzi ya dutu - wakati inachukua kwa mionzi ya dutu kupunguzwa kwa nusu, au muda inachukua kwa nusu ya nuclei katika dutu. kuoza.
Baada ya muda sawa na nusu ya maisha ya radionuclide, shughuli zake zitapungua kwa nusu ya thamani yake ya awali, baada ya nusu ya maisha - kwa mara 4, na kadhalika. Mahesabu yanaonyesha kuwa baada ya muda sawa na nusu ya maisha ya radionuclide, shughuli zake zitapungua kwa karibu mara elfu.
Nusu ya maisha ya isotopu mbalimbali za mionzi (radionuclides) huanzia sehemu za sekunde hadi mabilioni ya miaka.
Nambari ya slaidi 11
Isotopu za mionzi na nusu ya maisha ya chini ya siku moja au miezi huitwa muda mfupi, na wale walio na nusu ya maisha ya zaidi ya miezi michache au miaka huitwa muda mrefu.
Nambari ya slaidi 12
Aina za mionzi ya ionizing
Mionzi yoyote inaambatana na kutolewa kwa nishati. Wakati, kwa mfano, tishu za mwili wa mwanadamu zinapowashwa, baadhi ya nishati hiyo itahamishiwa kwenye atomi zinazounda tishu hiyo.
Tutaangalia taratibu za mionzi ya alpha, beta na gamma. Wote hutokea wakati wa kuoza viini vya atomiki isotopu za mionzi za vipengele.
Nambari ya slaidi 13
Mionzi ya alpha
Chembe za alfa zimechajiwa vyema na viini vya heliamu na nishati ya juu.
Nambari ya slaidi 14
Uayonishaji wa maada kwa chembe ya alfa
Wakati chembe ya alpha inapopita karibu na elektroni, inaivutia na inaweza kuiondoa kutoka kwa obiti yake ya kawaida. Atomu hupoteza elektroni na hivyo kuwa ioni iliyo na chaji chanya.
Ionization ya atomi inahitaji takriban 30-35 eV (volts elektroni) ya nishati. Kwa hivyo, chembe ya alpha iliyo na, kwa mfano, eV 5,000,000 ya nishati mwanzoni mwa mwendo wake inaweza kutoa ioni zaidi ya 100,000 kabla ya kupumzika.
Uzito wa chembe za alpha ni takriban mara 7,000 ya wingi wa elektroni. Wingi mkubwa wa chembe za alpha huamua unyoofu wa kupita kwao makombora ya elektroni atomi wakati wa ionization ya jambo.
Chembe ya alfa hupoteza sehemu ndogo ya nishati yake ya asili kwenye kila elektroni ambayo huchota kutoka kwa atomi za dutu inapopita ndani yake. Nishati ya kinetic ya chembe ya alfa na kasi yake hupungua kila wakati. Wakati nishati yote ya kinetic inatumiwa, chembe ya α inakuja kupumzika. Katika hatua hii, itakamata elektroni mbili na, ikibadilika kuwa atomi ya heliamu, inapoteza uwezo wake wa kuangazia jambo.
Nambari ya slaidi 15
Mionzi ya Beta
Mionzi ya Beta ni mchakato wa kutoa elektroni moja kwa moja kutoka kwa kiini cha atomi. Elektroni kwenye kiini huundwa wakati neutroni inapooza na kuwa protoni na elektroni. Protoni inabaki kwenye kiini huku elektroni ikitolewa kama mionzi ya beta.
Nambari ya slaidi 16
Uayonishaji wa maada kwa chembe ya beta
Chembe B hugonga moja ya elektroni obiti ya imara kipengele cha kemikali. Elektroni hizi mbili zina chaji ya umeme na wingi sawa. Kwa hivyo, baada ya kukutana, elektroni zitarudisha kila mmoja, kubadilisha mwelekeo wao wa asili wa harakati.
Wakati atomi inapoteza elektroni, inakuwa ioni yenye chaji.
Nambari ya slaidi 17
Mionzi ya Gamma
Mionzi ya Gamma haijumuishi chembe kama vile mionzi ya alpha na beta. Ni, kama vile nuru ya Jua, ni wimbi la sumakuumeme. Mionzi ya Gamma ni mionzi ya sumakuumeme (photon), inayojumuisha gamma quanta na inayotolewa wakati wa mpito wa viini kutoka hali ya msisimko hadi hali ya chini wakati wa athari za nyuklia au maangamizi ya chembe. Mionzi hii ina nguvu kubwa ya kupenya kutokana na ukweli kwamba ina urefu mfupi zaidi wa mawimbi ya mwanga na redio. Nishati ya mionzi ya gamma inaweza kufikia maadili makubwa, na kasi ya uenezi wa mionzi ya gamma ni sawa na kasi ya mwanga. Kama sheria, mionzi ya gamma inaambatana na mionzi ya alpha na beta, kwani kwa asili hakuna atomi ambazo hutoa tu gamma quanta. Mionzi ya Gamma ni sawa na X-rays, lakini inatofautiana nayo katika asili ya asili yake, urefu wa wimbi la umeme na mzunguko.
Anuwai ya maadili ya nusu ya maisha ya vitu vyenye mionzi ni pana sana, inatoka mabilioni ya miaka hadi sehemu ndogo za sekunde. Kwa hiyo, mbinu za kupima kiasi T 1/2 inapaswa kuwa tofauti sana kutoka kwa kila mmoja. Hebu tuangalie baadhi yao.
1) Hebu, kwa mfano, unahitaji kuamua nusu ya maisha ya dutu ya muda mrefu. Katika kesi hii, baada ya kupata isotopu ya mionzi kwa njia za kemikali, bila uchafu wa kigeni au kwa kiasi kinachojulikana cha uchafu, unaweza kupima sampuli na, kwa kutumia nambari ya Avogadro, kuamua idadi ya atomi za dutu ya mionzi iliyo ndani yake. Kwa kuweka sampuli mbele ya detector ya mionzi ya mionzi na kuhesabu angle imara ambayo detector inaonekana kutoka kwa sampuli, tunaamua sehemu ya mionzi iliyorekodi na detector. Wakati wa kupima kiwango cha mionzi, mtu anapaswa kuzingatia uwezekano wake wa kunyonya kwenye njia kati ya sampuli na detector, pamoja na ngozi yake katika sampuli na ufanisi wa usajili. Kwa hivyo, jaribio huamua idadi ya viini n, kuoza kwa wakati wa kitengo:
Wapi N- idadi ya nuclei za mionzi zilizopo kwenye sampuli ya mionzi. Kisha 
Na 
.
2) Ikiwa thamani imedhamiriwa T 1/2 Kwa vitu vinavyooza na nusu ya maisha ya dakika kadhaa, masaa au siku, ni rahisi kutumia njia ya kuchunguza mabadiliko katika ukubwa wa mionzi ya nyuklia kwa muda. Katika kesi hiyo, mionzi inarekodi ama kwa kutumia counter iliyojaa gesi au detector ya scintillation. Chanzo cha mionzi huwekwa karibu na kaunta ili iweze msimamo wa jamaa haikubadilika wakati wa majaribio yote. Kwa kuongeza, ni muhimu kuunda hali ambayo uwezekano wa miscalculations ya mita yenyewe na mfumo wa kurekodi utatengwa. Vipimo vinafanywa kama ifuatavyo. Idadi ya mapigo huhesabiwa N 0 kwa muda t(kwa mfano, katika dakika moja). Baada ya muda t 1 Mapigo yanahesabiwa tena N 1.Baada ya muda fulani t 2 nambari mpya hupatikana N 2 nk.
Kwa kweli, jaribio hili hufanya vipimo vya jamaa vya shughuli ya isotopu kwa pointi tofauti kwa wakati. Matokeo yake ni seti ya nambari , , ..., , ambayo hutumiwa kuamua nusu ya maisha T 1/2.
Maadili yaliyopatikana ya majaribio, baada ya kuondoa historia, yamepangwa kwenye grafu (Mchoro 3.3), ambapo wakati uliopita kutoka mwanzo wa vipimo hupangwa pamoja na mhimili wa abscissa, na logarithm ya nambari imepangwa pamoja na mhimili wa kuratibu. . Mstari umechorwa kutoka kwa sehemu za majaribio zilizopangwa kwa kutumia mbinu ya miraba ndogo zaidi. Ikiwa isotopu moja tu ya mionzi iko kwenye sampuli inayopimwa, basi mstari utakuwa sawa. Ikiwa ina isotopu mbili au zaidi za mionzi zinazooza kwa nusu ya maisha tofauti, basi mstari utakuwa umepinda.
Ni vigumu kupima kiasi cha muda mrefu wa maisha ya nusu (miezi kadhaa au miaka kadhaa) na counter moja (au chumba). Hakika, basi mwanzoni mwa vipimo kiwango cha kuhesabu kiwe N 1, na mwisho - N 2. Halafu kosa litakuwa sawia na thamani ya ln( N 1/N 2) Hii ina maana kwamba ikiwa wakati wa kipimo shughuli ya chanzo inabadilika kidogo, basi N 1 Na N 2 watakuwa karibu na kila mmoja na ln ( N 1/N 2) itakuwa chini sana kuliko umoja na makosa katika uamuzi T 1/2 itakuwa kubwa.
Kwa hivyo ni wazi kwamba vipimo vya nusu ya maisha kwa kutumia kaunta moja lazima vifanywe kwa wakati ambao ln (N 1/N 2) ilikuwa kubwa kuliko moja. Katika mazoezi, uchunguzi unahitaji kufanywa kwa si zaidi ya 5T 1/2.
3) Vipimo T 1/2 katika miezi kadhaa au miaka ni rahisi kufanya kwa kutumia chumba tofauti cha ionization. Inajumuisha vyumba viwili vya ionization, vinavyowashwa ili mikondo ndani yao inapita kinyume chake na kulipa fidia kila mmoja (Mchoro 3.4).
Mchakato wa kupima nusu ya maisha unafanywa kama ifuatavyo. Katika moja ya kamera (kwa mfano, K 1) isotopu ya mionzi yenye kubwa dhahiri T 1/2(kwa mfano, 226 Ra, ambayo ina T 1/2= miaka 1600); kwa kiasi muda mfupi vipimo (saa kadhaa au siku), thamani ya sasa ya ionization katika chumba hiki haitabadilika. Kwa kamera nyingine ( K 2) nuklidi ya mionzi inayochunguzwa imewekwa. Kutumia uteuzi wa takriban wa maadili ya shughuli za dawa zote mbili, pamoja na uwekaji wao mzuri kwenye vyumba, inawezekana kuhakikisha kuwa wakati wa mwanzo mikondo ya ionization kwenye vyumba itakuwa sawa: I 1 =I 2 =I 0, yaani tofauti ya sasa =0. Ikiwa nusu ya maisha iliyopimwa ni fupi na ni sawa na, kwa mfano, miezi kadhaa au miaka, basi baada ya masaa machache mkondo kwenye chumba. K 2 inapungua, tofauti ya sasa inaonekana: 
.
Mabadiliko ya mikondo ya ionization yatatokea kulingana na nusu ya maisha:
Kwa hivyo,
Kwa maisha ya nusu yaliyopimwa, thamani na baada ya upanuzi katika mfululizo tunayopata
Hatua za majaribio mimi 0 Na t. Kulingana nao, tayari imedhamiriwa na
Kiasi kilichopimwa kinaweza kutambuliwa kwa usahihi wa kuridhisha, na kwa hivyo thamani inaweza kuhesabiwa kwa usahihi wa kutosha. T 1/2.
4) Wakati wa kupima maisha mafupi ya nusu (sehemu ya sekunde), njia ya bahati mbaya iliyochelewa hutumiwa kawaida. Kiini chake kinaweza kuonyeshwa kwa mfano wa kuamua maisha ya hali ya msisimko wa kiini.
Wacha msingi A kama matokeo ya kuoza hugeuka kuwa kiini B, ambayo iko katika hali ya msisimko na hutoa nishati yake ya msisimko kwa namna ya quanta mbili, inakuja mfululizo moja baada ya nyingine. Kwanza quantum hutolewa, kisha quantum (ona Mchoro 3.5).
Kama sheria, kiini cha msisimko haitoi nishati ya ziada mara moja, lakini baada ya muda fulani (hata mfupi sana), i.e., majimbo ya msisimko ya kiini huwa na maisha mafupi. Katika kesi hii, inawezekana kuamua maisha ya hali ya kwanza ya msisimko wa kiini. Kwa kusudi hili, maandalizi yenye viini vya mionzi A, huwekwa kati ya counters mbili (ni bora kutumia counters scintillation kwa hili) (Mchoro 3.6). Inawezekana kuunda hali hiyo kwamba kituo cha kushoto cha mzunguko kitasajili tu quanta, na moja ya haki. Kiasi kila mara hutolewa kabla ya quantum. Wakati wa utoaji wa quantum ya pili kuhusiana na ya kwanza haitakuwa sawa kila wakati kwa nuclei tofauti B. Utekelezaji wa hali ya msisimko wa nuclei ni takwimu katika asili na hutii sheria ya kuoza kwa mionzi.
Hivyo, ili kuamua maisha ya ngazi, ni muhimu kufuatilia kutokwa kwake kwa muda. Ili kufanya hivyo, tunajumuisha mstari wa 2 wa kuchelewesha tofauti katika chaneli ya kushoto ya saketi ya bahati mbaya 1 , ambayo katika kila kesi maalum itachelewesha mapigo yanayotokana na detector ya kushoto kutoka kwa quantum kwa muda fulani t 3 . Pulse inayotokana na kizuizi cha kulia kutoka kwa quantum huingia moja kwa moja kwenye kizuizi cha bahati mbaya. Idadi ya mapigo ya bahati mbaya hurekodiwa kwa kuhesabu mzunguko wa 3. Kwa kupima idadi ya sadfa kama kitendakazi cha muda wa kuchelewa, tunapata kiwango cha I kutokwa curve sawa na curve katika Mtini. 3.3. Kutoka kwa hii maisha ya kiwango cha I imedhamiriwa Kwa kutumia njia ya kuchelewa kwa bahati mbaya, muda wa maisha unaweza kuamua katika aina mbalimbali za 10 -11 -10 -6.
Nusu ya maisha
Maisha ya nusu mfumo wa mitambo ya quantum (chembe, kiini, atomi, kiwango cha nishati, nk) - wakati T½, wakati ambapo mfumo huoza na uwezekano wa 1/2. Ikiwa mkusanyiko wa chembe huru huzingatiwa, basi wakati wa nusu ya maisha idadi ya chembe zilizobaki zitapungua kwa wastani kwa mara 2. Neno hili linatumika tu kwa mifumo inayooza kwa kasi.
Haipaswi kuzingatiwa kuwa chembe zote zilizochukuliwa wakati wa mwanzo zitaoza ndani ya nusu ya maisha. Kwa kuwa kila nusu ya maisha hupunguza idadi ya chembe zilizobaki kwa nusu, kwa wakati 2 T½ itabaki robo ya idadi ya awali ya chembe, katika 3 T½ - moja ya nane, nk Kwa ujumla, idadi ya chembe zilizobaki (au, kwa usahihi, uwezekano wa kuishi. uk kwa chembe fulani) inategemea wakati t kama ifuatavyo:
Nusu ya maisha, wastani wa maisha τ na kuoza mara kwa mara λ yanahusiana na mahusiano yafuatayo:
.
Tangu ln2 = 0.693..., nusu ya maisha ni takriban 30% mfupi kuliko maisha.
Wakati mwingine nusu ya maisha pia huitwa nusu ya maisha.
Mfano
Ikiwa tutaashiria kwa muda fulani idadi ya viini vinavyoweza kubadilisha mionzi kupitia N, na kipindi cha muda baada ya t 2 - t 1 wapi t 1 na t 2 - wakati wa karibu sana ( t 1 < t 2), na idadi ya viini vya atomiki vinavyooza katika kipindi hiki cha wakati kupitia n, Hiyo n = KN(t 2 - t 1). Kipengele cha uwiano kiko wapi K = 0,693/T½ inaitwa kuoza mara kwa mara. Ikiwa tutachukua tofauti ( t 2 - t 1) sawa na moja, yaani, muda wa uchunguzi sawa na moja, basi K = n/N na, kwa hivyo, uozo wa mara kwa mara unaonyesha uwiano wa idadi inayopatikana ya nuclei za atomiki ambazo huharibika kwa kila wakati wa kitengo. Kwa hivyo, uozo hutokea kwa njia ambayo sehemu sawa ya idadi inayopatikana ya nuclei ya atomiki huharibika kwa kila wakati wa kitengo, ambayo huamua sheria ya kuoza kwa kielelezo.
Maisha ya nusu hutofautiana kwa isotopu tofauti; kwa wengine, haswa wanaooza haraka, nusu ya maisha inaweza kuwa sawa na mamilioni ya sekunde, na kwa isotopu zingine, kama vile uranium 238 na thorium 232, ni sawa na 4.498 * 10 9 na 1.389 * 10 10 miaka. Ni rahisi kuhesabu idadi ya atomi 238 za uranium zinazofanyika mabadiliko katika kiasi fulani cha urani, kwa mfano, katika kilo moja ndani ya sekunde moja. Kiasi cha kitu chochote katika gramu, sawa na uzani wa atomiki, ina, kama inavyojulikana, atomi 6.02 * 10 23. Kwa hivyo, kulingana na formula hapo juu n = KN(t 2 - t 1) pata idadi ya atomi za urani zinazooza kwa kilo moja kwa sekunde moja, ukikumbuka kuwa kuna sekunde 365 * 24 * 60 * 60 kwa mwaka,
.Hesabu husababisha ukweli kwamba atomi milioni kumi na mbili huoza katika kilo moja ya urani ndani ya sekunde moja. Licha ya idadi kubwa kama hiyo, kiwango cha mabadiliko bado ni kidogo. Hakika, sehemu ifuatayo ya urani huharibika kwa sekunde:
.
Kwa hivyo, kati ya kiasi kinachopatikana cha uranium, sehemu yake ni sawa na
.
Kurejea tena kwa sheria ya msingi ya kuoza kwa mionzi KN(t 2 - t 1), yaani, kwa ukweli kwamba kati ya idadi inayopatikana ya viini vya atomiki, ni sehemu sawa tu ya hizo huharibika kwa wakati wa kitengo na, zaidi ya hayo, tukikumbuka uhuru kamili wa viini vya atomiki katika dutu yoyote kutoka kwa kila mmoja, inaweza kusema kwamba Sheria hii ni ya takwimu kwa maana kwamba haionyeshi ni nuclei gani za atomiki zitaharibika katika kipindi fulani cha wakati, lakini inazungumza tu juu ya idadi yao. Bila shaka, sheria hii inabakia halali tu kwa kesi wakati idadi ya kutosha ya nuclei ni kubwa sana. Baadhi ya viini vya atomiki vitaoza katika siku za usoni, ilhali viini vingine vitapitia mabadiliko baadaye sana, kwa hivyo wakati idadi inayopatikana ya viini vya atomiki vyenye mionzi ni ndogo, sheria ya kuoza kwa mionzi inaweza kutoridhika kabisa.
Sehemu ya nusu ya maisha
Ikiwa mfumo na nusu ya maisha T 1/2 inaweza kuoza kupitia njia kadhaa, kwa kila mmoja wao inawezekana kuamua nusu ya maisha. Acha uwezekano wa kuoza uwe i chaneli ya th (uwiano wa matawi) ni sawa na p i. Kisha nusu ya maisha kulingana na i chaneli th ni sawa na
Sehemu ina maana ya nusu ya maisha ambayo mfumo fulani ungekuwa nayo ikiwa njia zote za kuoza "zilizimwa" isipokuwa. i th. Kwa kuwa kwa ufafanuzi, basi kwa kituo chochote cha kuoza.
Utulivu wa nusu ya maisha
Katika matukio yote yaliyozingatiwa (isipokuwa kwa baadhi ya isotopu kuoza kwa kukamata elektroni), nusu ya maisha ilikuwa mara kwa mara (baadhi ya ripoti za mabadiliko katika kipindi hicho zilisababishwa na usahihi wa kutosha wa majaribio, hasa, utakaso usio kamili wa isotopu zinazofanya kazi sana). Katika suala hili, nusu ya maisha inachukuliwa kuwa haijabadilika. Kwa msingi huu, uamuzi wa umri wa kijiolojia kabisa wa miamba hujengwa, pamoja na njia ya radiocarbon ya kuamua umri wa mabaki ya kibiolojia.
Dhana juu ya kutofautiana kwa nusu ya maisha hutumiwa na waumbaji, pamoja na wawakilishi wa kinachojulikana. "sayansi mbadala" kukanusha uchumba wa kisayansi wa miamba, mabaki ya viumbe hai na matokeo ya kihistoria, kwa lengo la kukanusha zaidi. nadharia za kisayansi, iliyojengwa kwa kutumia uchumba kama huo. (Ona, kwa mfano, makala Creationism, Scientific Creationism, Criticism of Evolutionism, The Shroud of Turin).
Tofauti katika utengano wa kuoza kwa kunasa elektroni imezingatiwa kwa majaribio, lakini iko ndani ya anuwai ya asilimia juu ya safu nzima ya shinikizo na halijoto inayopatikana kwenye maabara. Nusu ya maisha katika kesi hii inabadilika kutokana na utegemezi fulani (badala dhaifu) wa wiani wa kazi ya wimbi la elektroni za orbital karibu na kiini juu ya shinikizo na joto. Mabadiliko makubwa katika mzunguko wa kuoza pia yalizingatiwa kwa atomi zenye ionized sana (kwa mfano, katika kesi ya kizuizi cha kiini cha ionized kabisa, kukamata elektroni kunaweza kutokea tu wakati kiini kinaingiliana na elektroni za bure za plasma; kwa kuongeza, kuoza kunaruhusiwa atomi za upande wowote, katika hali zingine kwa atomi zenye ioni nyingi zinaweza kupigwa marufuku kinematically). Chaguzi hizi zote za mabadiliko katika viwango vya kuoza, kwa kweli, haziwezi kutumiwa "kukanusha" uchumba wa radiochronological, kwani kosa la njia ya radiochronometric yenyewe kwa kronomita nyingi za isotopu ni zaidi ya asilimia, na atomi zenye ionized sana vitu vya asili haiwezi kuwepo duniani kwa muda mrefu.
Ili kuashiria kiwango cha kuoza kwa vitu vya mionzi, thamani maalum hutumiwa - nusu ya maisha. Kwa kila mtu isotopu ya mionzi Kuna kipindi fulani cha wakati ambapo shughuli hupungua kwa nusu. Kipindi hiki cha wakati kinaitwa nusu ya maisha.
Nusu ya maisha (T½) ni wakati ambapo nusu ya kiasi cha awali cha nuclei za mionzi huharibika. Nusu ya maisha ni thamani ya mtu binafsi madhubuti kwa kila radioisotopu. Kipengele sawa kinaweza kuwa vipindi tofauti nusu ya maisha Zinapatikana na nusu ya maisha kutoka kwa sehemu za sekunde hadi mabilioni ya miaka (kutoka 3x10-7 s hadi miaka 5x1015). Kwa hivyo kwa polonium-214 T½ ni sawa na 1.6 x 10-4 s, kwa cadmium-113 - 9.3 x 1015 miaka. Vipengele vya mionzi vimegawanywa katika muda mfupi (nusu ya maisha huhesabiwa kwa masaa na siku) - rhodon-220 - 54.5 s, bismuth-214 - 19.7 min, yttrium-90 - 64 masaa, strontium - 89 - 50.5 siku na muda mrefu- aliishi ( nusu ya maisha ni mahesabu kwa miaka) - radium - 226 - 1600 miaka, plutonium-239 - 24390 miaka, rhenium-187 - 5x1010 miaka, potassium-40 - 1.32x109 miaka.
Kati ya vitu vilivyotolewa wakati wa ajali ya Chernobyl, tunaona nusu ya maisha ya vitu vifuatavyo: iodini-131 - siku 8.05, cesium-137 - miaka 30, miaka ya strontium-90 - 29.12, plutonium -241 - 14.4 miaka, americium - 241 -
Umri wa miaka 432.
Kwa kila isotopu ya mionzi kasi ya wastani kuoza kwa viini vyake ni mara kwa mara, haibadilika na tabia tu ya isotopu iliyotolewa. Idadi ya atomi zenye mionzi ya kipengele chochote kinachooza kwa muda fulani inalingana na jumla ya idadi ya atomi za mionzi zilizopo.
ambapo dN ni idadi ya viini vinavyooza,
dt - kipindi cha wakati,
N - idadi ya cores zinazopatikana,
L - mgawo wa uwiano (kuoza kwa mionzi mara kwa mara).
Uozo wa mara kwa mara wa mionzi unaonyesha uwezekano wa kuoza kwa atomi za dutu ya mionzi kwa wakati wa kitengo, ni sifa ya uwiano wa atomi za radionuclide fulani ambayo huharibika kwa kila kitengo, i.e. Kuoza kwa mionzi mara kwa mara kunaonyesha kiwango cha jamaa cha kuoza kwa nuclei ya radionuclide iliyotolewa. Ishara ya minus (-l) inaonyesha kwamba idadi ya nuclei za mionzi hupungua kwa wakati. Kiwango cha kuoza kinaonyeshwa kwa vitengo vya wakati vinavyofanana: s-1, min-1, nk. Reciprocal ya mara kwa mara ya kuoza (r = 1 / l) inaitwa muda wa wastani maisha ya msingi.
Kwa hivyo, sheria ya kuoza kwa mionzi huthibitisha kwamba sehemu hiyo hiyo ya nuclei isiyoharibika ya radionuclide fulani huharibika kila wakati kwa kila kitengo. Sheria ya hisabati ya kuoza kwa mionzi inaweza kuonyeshwa kama fomula: λt
Nt = Hapana x e-λt,
ambapo Nt ni idadi ya nuclei za mionzi iliyobaki mwishoni mwa wakati t;
Hapana ni nambari ya awali ya viini vya mionzi kwa wakati t;
e - msingi wa logarithms asili (=2.72);
L ni kuoza kwa mionzi mara kwa mara;
t - kipindi cha muda (sawa na t-to).
Wale. idadi ya viini visivyoharibika hupungua kwa kasi kadri muda unavyopita. Kwa kutumia fomula hii, unaweza kuhesabu idadi ya atomi ambazo hazijaharibika kwa sasa wakati. Ili kuashiria kiwango cha kuoza kwa vitu vya mionzi katika mazoezi, badala ya kuoza mara kwa mara, nusu ya maisha hutumiwa.
Upekee wa kuoza kwa mionzi ni kwamba viini vya kipengele kimoja haviozi mara moja, lakini hatua kwa hatua, kwa nyakati tofauti. Wakati wa kuoza kwa kila kiini hauwezi kutabiriwa mapema. Kwa hiyo, kuoza kwa yoyote kipengele cha mionzi inatii sheria za takwimu, ina uwezekano wa asili na inaweza kuamuliwa kihisabati kiasi kikubwa atomi za mionzi. Kwa maneno mengine, kuoza kwa nuclei hutokea kwa kutofautiana - wakati mwingine katika sehemu kubwa, wakati mwingine ndogo. Kutoka kwa hii inafuata hitimisho la vitendo kwamba kwa wakati huo huo wa kupima idadi ya mapigo kutoka kwa dawa ya mionzi, tunaweza kupata maana tofauti. Kwa hiyo, ili kupata data sahihi, ni muhimu kupima sampuli sawa si mara moja, lakini mara kadhaa, na zaidi, matokeo yatakuwa sahihi zaidi.
>> Sheria ya kuoza kwa mionzi. Maisha ya nusu
§ SHERIA YA 101 YA KUOZA KWA RADIOACTIVE. NUSU MAISHA
Uozo wa mionzi hutii sheria ya takwimu. Rutherford, akisoma mabadiliko ya vitu vyenye mionzi, alianzisha majaribio kwamba shughuli zao hupungua kwa wakati. Hii ilijadiliwa katika aya iliyotangulia. Kwa hivyo, shughuli za radon hupungua kwa mara 2 baada ya dakika 1. Shughuli ya vipengele kama vile urani, thoriamu na radiamu pia hupungua kwa wakati, lakini polepole zaidi. Kwa kila dutu ya mionzi kuna muda fulani wa wakati ambao shughuli hupungua kwa mara 2. Muda huu unaitwa nusu ya maisha. Nusu ya maisha T ni wakati ambapo nusu ya idadi ya awali ya atomi za mionzi huharibika.
Kupungua kwa shughuli, yaani, idadi ya kuoza kwa pili, kulingana na wakati wa moja ya dawa za mionzi inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 13.8. Nusu ya maisha ya dutu hii ni siku 5.
Hebu sasa tupate fomu ya hisabati ya sheria ya kuoza kwa mionzi. Acha idadi ya atomi zenye mionzi wakati wa mwanzo wa wakati (t= 0) iwe sawa na N 0. Kisha, baada ya nusu ya maisha, nambari hii itakuwa sawa na
Baada ya muda mwingine sawa, nambari hii itakuwa sawa na:
