Promieniotwórczość/Rozdział XI/57
| <<< Dane tekstu >>> | |
| Autor | |
| Tytuł | Promieniotwórczość |
| Redaktor | Irena Joliot-Curie Frédéric Joliot-Curie |
| Wydawca | Komitet Wydawniczy Podręczników Akademickich |
| Data wyd. | 1939 |
| Druk | Drukarnia Kasy im. Mianowskiego |
| Miejsce wyd. | Warszawa |
| Tłumacz | Ludwik Wertenstein |
| Tytuł orygin. | La radioactivité |
| Źródło | Skany na Commons |
| Inne | Cały tekst |
| Indeks stron | |
Podstawowe prawo przemiany radiopierwiastka opiewa, że ilość tego pierwiastka, ulegająca przemianie w jednostce czasu, jest proporcjonalna do ilości istniejącej w danej chwili. W ten sam sposób charakteryzujemy każdą nieodwracalną reakcję monomolekularną.
Niechaj będzie N liczba atomów radiopierwiastka w chwili t, N0 wartość N w chwili początkowej; możemy napisać:
gdzie X jest to współczynnik charakterystyczny dla danego pierwiastka, zwany stałą zaniku; jest to zarazem styczna kąta nachylenia prostej przedstawiającej zmniejszanie się lnN jako funkcji czasu. Jeżeli zamiast logarytmów naturalnych używamy dziesiętnych, to obliczamy λ na podstawie równania:
Prawo wykładnicze wyraża po prostu, że traktujemy przemianę promieniotwórczą jako zdarzenie przypadkowe, którego doznają kolejno niektóre atomy, gdy inne pozostają jeszcze nietknięte. Współczynnik λ odgrywa w tym ujęciu rolę prawdopodobieństwa przemiany odniesionego do jednostki czasu. Niektóre atomy ciała posiadają życie bardzo krótkie, natomiast inne zachowują istnienie w ciągu znacznie dłuższego czasu. Możemy obliczyć ich średni czas życia θ. Jeżeli dN jest to liczba atomów, które uległy zanikowi w czasie zawartym między t i t + dt, to możemy powiedzieć, że te atomy przeżyły czas t; średni czas życia N0 atomów równa się zatem:
Średni czas życia może służyć do charakteryzowania radiopierwiastka podobnie jak stała zaniku.
Między okresem T radiopierwiastka, czyli czasem zaniku jego ilości do połowy oraz λ i θ istnieją następujące zależności:
Istnieją dwa rodzaje przemian promieniotwórczych: przemiany, którym towarzyszy emisja promieni α oraz przemiany związane z emisją promieni β. W pierwszym przypadku z jądra atomowego wybiega z wielką prędkością cząstka α, tj. jądro helu; pozostała część jądra stanowi jądro nowego atomu, którego masa atomowa jest o 4 jednostki mniejsza od masy pierwotnego atomu, ładunek zaś jest mniejszy o 2 jednostki od pierwotnego ładunku. W drugim przypadku mamy do czynienia z emisją elektronu jądrowego, czyli cząstki β; utworzony atom posiada w przybliżeniu tę samą masę, co atom pierwotny, wszelako ładunek jądrowy jest o jednostkę większy.
Na ogół tylko jeden z tych rodzajów przemiany jest właściwy atomom danego radiopierwiastka; znamy jednak kilka przykładów przemian wielorakich zwanych rozgałęzieniami, w których określona liczba atomów doznaje przemiany z emisją promieni α, pozostała zaś część ulega przemianie z emisją promieni β.
Całkowita stała zaniku równa się w tym przypadku sumie dwóch częściowych stałych zaniku.
Widzimy zatem, że promieniowanie jest związane w istotny sposób z przemianą promieniotwórczą i może być traktowane jako widomy objaw tej przemiany. Liczba cząstek α wysyłanych przez ciało promieniotwórcza jest równa liczbie przeobrażonych atomów; to samo stosuje się do pierwotnych promieni β. Na ogół jednak emisji promieni β towarzyszy emisja promieni γ, powodująca emisję promieni wtórnych; wskutek tego całkowita liczba cząstek β powiększa się w określonym stosunku (§ 91). We wszystkich przypadkach natężenie promieniowania czystego radiopierwiastka, zmierzone w danej komorze jonizacyjnej, daje się przedstawić wzorem:
gdzie k jest to współczynnik aktywności, zależny od rodzaju promieniowania i jego mniej lub więcej zupełnego zużytkowania w komorze.
