Ядерная физика: Учебно-методическое пособие для проведения практических занятий, страница 14

Удельной активностью однородного радиоактивного образца называется активность его единицы массы:

,  (6.9)

где A - активность образца, m - его масса.

Для неоднородных образцов в тех случаях, когда это применимо, можно говорить об удельной активности как об активности единицы массы образца в элементарном объеме:

,

где dA - активность элемента массы dm образца (символ d используется вместо знака дифференциала d, чтобы подчеркнуть, что в данном случае dA не является приращением функции А).

Единицей измерения удельной активности в СИ является Бк/кг. Используются также производная единица Бк/г и даже внесистемная единица Ки/кг для высокоактивных источников.

Жидкие и газообразные однородные радиоактивные образцы характеризуются объемной активностью, определяемой как активность единицы объема однородного образца

,  (6.10)

где A - активность образца, V - его объем.

Для неоднородных образцов в тех случаях, когда можно говорить об активности элементарного объема, объемную активность задают как функцию точки в дифференциальной форме:

,

где dA - активность элемента объема dV жидкого или газообразного образца.

Единицей измерения объемной активности в СИ является Бк/м3. Однако чаще используется производная единица Бк/л.

Поверхностной активностью равномерно загрязненной радионуклидами поверхности называется активность единицы площади:

, (6.11)

где A - активность образца, равномерно распределенного по площади поверхности S.  

При неоднородном распределении можно вводить понятие поверхностной активности как функции точки поверхности: , в тех случаях, когда имеет смысл понятие активности dA элемента dS рассматриваемой поверхности. Единицей измерения поверхностной активности в СИ является Бк/м2. Используются также производная единица Бк/см2 и внесистемная единица Ки/км2.

Примеры

6.1. Сколько β-частиц испускает за один час 1,0 мкг , период полураспада которого 15 часов?

Дано

Решение

:

ч

 мкг

_______________

Если в начальный момент времени  в препарате содержалось  ядер , а к моменту времени  ч согласно закону радиоактивного распада их количество составило , то число распавшихся за это время ядер  можно определить по формуле

                                         (1)

Количество β-частиц , испускаемых препаратом , равно количеству распавшихся за это время ядер , т. е.

                                        (2)

Количество атомов, а следовательно и атомных ядер в препарате можно определить по формуле

                                                      (3)

где m - масса препарата, M- молярная масса вещества,  моль-1 - число Авогадро.

Постоянная распада  может быть рассчитана через период полураспада  изотопа:

                               (4)

Подставляя (3) и (4) в (2), получим

            

Ответ:

6.2. Найти постоянную распада  и среднее время жизни  радиоактивного кобальта , если его активность уменьшается на 4,0 % за 60 мин.

Дано

Решение

*:

 мин

__________

Активность препарата уменьшается с течением времени по экспоненциальному закону:

                                                     (1)

Выразив λ из (1), получим  с-1.

             Постоянная распада λ и среднее время жизни ядер τ связаны между собой соотношением:

             ,                                                (2)

откуда получим  ч.

Ответ:  с-1;  ч.

6.3. В кровь человека ввели небольшое количество раствора, содержащего  с активностью  кБк. Активность 1 см3 крови через  ч оказалась  Бк/см3. Период полураспада данного радиоизотопа  ч. Найти объем крови человека.