Скорость радиоактивного распада

Различные радиоактивные вещества распадаются неодинаково быстро.

В каком же смысле можно говорить о том, что распад происходит быстро или медленно? Как можно измерить скорость распада куска радиоактивного вещества в данный момент времени? Легко измерить среднюю скорость распада за 1 год: количество вещества, распавшегося за 1 год, разделить на число секунд в году. Это и даст среднюю скорость распада, выраженную в граммах в секунду. Однако для нахождения мгновенной скорости распада этот расчет мало пригоден, ведь в течение года количество радиоактивного вещества постепенно уменьшалось, поэтому оно распадалось все медленнее и медленнее. Чтобы поточнее определить скорость распада в данный момент времени, надо измерить среднюю скорость распада не за год, а за месяц или, еще лучше, за сутки, час, минуту и т. д. Каждый раз надо брать количество вещества, распавшегося за это время, и делить на число секунд в выбранном промежутке времени. Так, уменьшая промежутки времени между двумя измерениями массы вещества, мы будем приближаться к какому-то числу. Это число и даст скорость распада в данный момент времени. Формулой это можно записать следующим образом. Предположим, что в момент времени t₁ масса еще не распавшегося радиоактивного вещества в пробирке была равна т₁, а через некоторое время, в момент t₂, масса его уменьшилась (так как часть вещества превратилась в продукт распада) и стала равной m₂. Таким образом, за время t₂ - t₁ масса имевшегося в пробирке радиоактивного вещества изменилась на т₂ - т₁ (это число отрицательное -ведь масса нераспавшегося радиоактивного вещества с течением времени уменьшается). Отношение

представляет собой среднюю скорость изменения массы радиоактивного вещества в пробирке за рассматриваемый промежуток времени, т. е. среднюю скорость распада. Чем меньше промежуток времени t₂ - t₁, тем точнее это отношение выражает мгновенную скорость распада. Мы можем сказать, таким образом, что мгновенная скорость распада u(t₁) в момент t₁ равна:

где предел берется при условии, что значение t₂ приближается к t₁. Совершенно аналогично можно определить мгновенную скорость химической реакции.

перейти к началу страницы