רדיואקטיביות

דעיכה רדיואקטיבית אקראית לגרעין יחיד אך סדירה סטטיסטית באוכלוסייה

אי אפשר לנבא מתי גרעין יחיד ידעך, אך אוכלוסייה גדולה מקיימת חוק מעריכי N=N₀e⁻λt. קבוע הדעיכה λ הוא הסתברות ליחידת זמן, וזמן מחצית החיים מקיים t₁/₂=ln2/λ. אחרי כל מחצית חיים נשאר חצי מן הכמות שהייתה בתחילת אותו פרק זמן, ולכן אחרי שלוש מחציות נשאר 1/8 מן הכמות ההתחלתית.

בדעיכת אלפא נפלט גרעין ⁴He ולכן A קטן ב-4 ו-Z קטן ב-2. בדעיכת β⁻ נייטרון הופך לפרוטון תוך פליטת אלקטרון ואנטינייטרינו, ולכן A נשאר קבוע ו-Z גדל ב-1. קרינת גמא היא פליטת פוטון גרעיני ובדרך כלל משנה את מצב האנרגיה בלי לשנות A או Z.

הפעילות A=λN היא קצב הדעיכות ונמדדת בבקרל, Bq, כלומר דעיכה אחת לשנייה. פעילות אינה מנה ואינה מספיקה לבדה להערכת השפעה ביולוגית; לכך דרושים האנרגיה הנספגת, סוג הקרינה, הגאומטריה, זמן החשיפה והרקמה. גם המיגון תלוי בסוג הקרינה: אלפא נעצרת בקלות יחסית, בעוד גמא דורשת חומר צפוף ועובי משמעותי יותר.

ספירה רדיואקטיבית היא סטטיסטית. אם מצפים לכ-C אירועים, סטיית התקן הפואסונית בקירוב היא √C ולכן אי-הוודאות היחסית גדולה יותר בספירות קטנות. במדידה אמיתית צריך להפחית רקע, להתחשב במשך הספירה, ביעילות הגלאי ובזמן המת לפני שמסיקים פעילות מן המספר הגולמי.

תרגילים פתורים