Aktivitás

Egy adott sugárzó anyag aktivitása megmutatja, hogy másodpercenként hány atom bomlik el. Fontos, hogy az egyes atomokról nem tudjuk megmondani, hogy mikor bomlanak el, de az egész anyagmennyiséget tekintve igen pontosan meg tudjuk mondani, hogy mikor fog elbomlani pl. a fele. Mértékegysége a Bq (Henri Becquerel tiszteletére) . 1 becquerel azon anyag radioaktivitása, amelyben 1 bomlás történik másodpercenként. A konkrét bomlási törvény nem ilyen egyszerű, mert ahhoz már kell némi matematika is (középiskolás elég!):

 

Itt az N0 jelenti a kezdeti atommagok számát, míg az N(t) a jelenlegi atommagok számát.

A „t” az eltelt idő, míg az „a” pedig a bomlási állandó, amely megadja, hogy mekkora valószínűséggel bomlik el 1 atom egyetlen másodperc alatt. (e = 2.71828183 állandó)

Ez helyett sokkal megfoghatóbb és érthetőbb a felezési idő, amely azt mondja meg, hogy mennyi idő alatt fog a mintában lévő atomok fele mennyi idő alatt fog elbomlani. Képlettel kifejezve:

T= ln2 / a.

 

Tájékoztatásul néhány anyag felezési ideje:

Anyag neve Vegyjel Sugárzás típusa Felezési idő
Thórium-234 Th alfa 4,5 milliárd év
Protactínium-234 Pa béta 24 nap
Uránium-234 U béta 1,2 perc
Thórium-230 Th alfa 240 ezer év
Rádium-226 Ra alfa 77 ezer év
Radon-222 Rn alfa 1600 év
Polónium-218 Po alfa 3,8 nap
Bizmut-214 Bi béta 27 perc
Polónium-214 Po béta 20 perc
Ólom-210 Pb alfa 160 ezred másodperc
Bizmut-210 Bi béta 22 év
Polónium-210 Po béta 5 nap
Ólom-206 Pb alfa 140 nap

Bomlási sorok

Mivel az alfa-bomlás 4-gyel csökkenti a nukleonok számát, viszont a béta-, illetve a gamma-bomlás nem befolyásoló tényező, ezért a 4-es osztási maradék szerint a természetben 4 alapvető bomlási sor létezik. Kiinduló elemek: U-238, U-235, Th-232 és Np-237. A legutolsó, Neptúnium-kezdetű a természetben már nem fordul elő, mivel a kiinduló eleme viszonylag kicsi, csupán 2 millió éves felezési idővel rendelkezik, ezért ez a sor gyakorlatilag már elbomlott. A sor igazából a Pu-241-es viszonylag stabil elemmel kezdődik, de stabilabb volta miatt inkább a Neptúniumot tekintjük a kezdetnek. Az ide tartozó elemeket csak mesterségesen előállítva lehet megfigyelni!

U-238 bomlási sora

Th-232 bomlási sora

U-235 bomlási sora

Pu-241 bomlási sora