Demers didactic1. Radioactivitatea. Legile dezintegrrii radioactive

Competene specifice: Caracterizarea diferitelor tipuri de radiaii nucleare n funcie de proprietile acestora mas, sarcinelectric, energie

Aplicarea legii dezintegrrii radioactive pentru estimarea evoluiei n timp a unor sisteme de nuclee

Rezolvarea unor probleme utiliznd legile dezintegrrii radioactive

2. Interaciunea radiaiei nucleare cu substana. Detecia radiaiilor nucleare. Dozimetrie

Competene specifice:

Descrierea efectelor interaciunii radiaiilor nucleare cu substana

Recunoasterea n practic a unor dispozitive utilizate pentru detecia si msurarea radiaiilor nucleare

Aplicarea unor msuri de protecie a mediului si a propriei persoane fa de radiaiile nucleare

Interaciunea radiaiei nucleare cu substana. Detecia radiaiilor

Legea dezintegrarii radioactive

Radioactivitatea este o proprietate a nucleelor atomice de a se dezintegra spontan prin emisia unor radiatii alfa, beta, gama.Probabilitatea de dezintegrare a unui nucleu n unitatea de timp este si se numeste constanta de dezintegrare. Unitatea de msur n S.I este s-1.Activitatea unui eantion radioactiv se noteaz cu i reprezint probabilitatea de dezintegrare a celor N nuclizi radioactivi din eantionul respectiv. Studiind elementele radioactive, Rutherford i Sody au descoperit c procesele de dezintegrare sunt procese ce se supun unor legi statistice; nu se poate prevedea momentul cnd un anumit nuclid radioactiv din surs se va dezintegra, stabilind totodat c dezintegrarea unui nuclid nu este influenat de ceilali nuclizi existeni n eantionul radioactiv. Legea integral a dezintegrrii radioactive stabilit experimental pe baza rezultatelor lui Rutherford i Sody este:

N0 este numrul de nuclizi radioactivi din eantion la momentul t = 0, N(t) este numrul de nuclizi radioactivi care au rmas nedezintegrai dup timpul t.

Prin difereniere se obine:

Ultima relaie reprezint legea diferenial a dezintegrrii radioactive, fiind numrul de nuclizi care se dezintegreaz n unitatea de timp.

= = N

reprezint probabilitatea ca ce cele N nuclee s se dezintegreze n unitatea de timp.

Legea de dezintegrare radioactiv este: = 0 e - t Fig. 1. Graficul dezintegrrii radioactive

n laborator o surs de radioactivitate i cu ajutorul unui detector de radiaii care nregistreaz numrul de radiaii ce intr n detector n unitatea de timp, exprimnd viteza de numrare R.

Legtura dintre viteza de numrare R i activitatea sursei Exemplu: fie sursa de

Fig. 2. Schema dezintegrrii sursei de cobalt

Nichelul nu trece direct n starea fundamental datorit regulilor de selecie, trece ntr-o stare mai puin excitat dup care n starea fundamental prin dezintegrri gama.

Orice surs radioactiv nepolarizat emite izotop, cu aceeai probabilitate n toate direciile, n detector ajunge numai radiaiile emise sub un unghi solid . ntre viteza de numrare R i numrul de nuclee din surs dezintegrate n unitatea de timp exist relaia:

R = G s Factorul geometric va avea relaia: , este raportul dintre numrul de radiaii nregistrate (numrul impulsurilor la ieire) i numrul de radiaii ajunse pe detector iar s este factorul de schem.Putem scrie legea de dezintegrare i pentru viteza de numrare:

Metodele de msurare a activitii unei surse radioactive sunt de dou feluri: absolute i relative.

Metoda geometric este o metod absolut ce presupune o surs cu o activitate pe care trebuie s o msurm, situat la o distan d fa de detector i determinm viteza de numrare a detectorului. Trebuie s cunoatem tipul de radionuclid i modul de dezintegrare pentru a ti factorul de schem s. Cunoscnd tipul de radiaie emis i tipul de detector se poate lua din tabele valoarea lui . Unitatea de msur a activitii sursei n S.I. este Becquerel

1 Curie = 3,7Bq reprezint activitatea unui gram de radiu. Metoda se numete geometric deoarece trebuie evaluat d.Metoda relativ presupune existena unei surse etalon a crui activitate este cunoscut i vrem s exprimm activitatea unei surse x n funcie de activitatea sursei etalon e. Se face o msurtoare cu sursa etalon i una cu cea cu activitate necunoscut n aceleai condiii geometrice i cu acelai detector.

Mrimi caracteristice

1. Constanta de dezintegrare se determin plecnd de la relaia: . Logaritmm i obinem: ln R = - t ln R0 Fig. a) Graficul dezintegrrii radioactive, b) Panta dreptei din figura. reprezint valoarea constantei de dezintegrare2. Timpul de njumtire reprezint intervalul de timp dup care numrul de nuclee rmase nedezintegrate n surs se reduce la jumtate.

Dac cunoatem putem determina timpul de njumtire. Pentru nuclizii care au timpul de njumtire relativ mic (de ordinul orelor, zilelor) acesta poate fi determinat direct prin variaia vitezei de numrare n timp.

3. Timpul mediu de via (viaa medie a nuclizilor din sursa radioactiv) se definete ca o medie statistic:

Dup integrare rezulta:

4. Activitatea specific s reprezint activitatea unitii de mas de preparat radioactiv:

Dac preparatul este lichid se definete sub forma:

Activitatea specific este util pentru a prepara surse de activitate dat dintr-o surs mai mare de substan radioactiv.

PAGE

_1280223529.unknown

_1280233451.unknown

_1280235254.unknown

_1280236077.unknown

_1280236274.unknown

_1280236347.unknown

_1280236186.unknown

_1280236062.unknown

_1280235122.unknown

_1280235241.unknown

_1280234137.unknown

_1280231358.unknown

_1280232140.unknown

_1280232924.unknown

_1280231534.unknown

_1280231350.unknown

_1280223438.unknown