V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
2 Radioaktivita
Po uplynutí času T1/2 rozpadne právě polovina jader: N(T1/2) No/2.1014 165GBq 4,2. Máme-li tedy preparátu čase t
momentálně radioaktivních jader, bude jeho okamžitá aktivita
A[Bq] ln2/T1/2 ;
bude tedy přímo úměrná počtu radioaktivních jader nepřímo úměrná poločasu rozpadu T1/2 bude
klesat časem podle exponenciálního zákona n(t) no.
Radionuklid tedy tím "silněji radioaktivní", čím kratší poločas čím menší nukleonové číslo.] pak stanovíme pomocí vztahu
A M.2008 12:13:25]
.T1/2) No/4. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.1012 36,6GBq 79kBq 12kBq
Celkovou aktivitu A[Bq] hmotnosti M[g] čistého radionuklidu nukleonovým číslem poločasem
rozpadu T1/2[sec.10.1023.A1g 4,16. čistého radiojódu 131J (T1/2=8dní) měl kolosální aktivitu 600 000 GBq,
jeho energetický výkon činil téměř 750W uvolňovaným teplem okamžitě vypařil! Výjimkou jsou radionuklidy s
dlouhým poločasem rozpadu, které mohou docela dobře existovat soustředěné větším množství mnoha gramů i
kilogramů např.1023/N).] tedy dána vztahem
A1g (6.1023/N atomů (mn hmotnost nukleonu; vazbovou energii, která menší než 1%, zde můžeme
zanedbat; konstanta 6.
Pro některé známé dlouhodobé radionuklidy vychází měrná aktivita:
Radionuklid 3
H 14
C 60
Co 137
Cs 226
Ra 235
U 238
U
T1/2
[roky] 12,3 5730 5,27 1602 7,1.
Máme-li radionuklid nukleonovém čísle pak hmotnostní jednotce 1gramu obsaženo přibližně
n 1/(N.htm 36) [15.1023/(N. radium nebo uran uranu 235 plutonia však pozor kritickou hmotnost zapálení řetězové
http://astronuklfyzika.e−(ln2/T1/2).
Vedle rozpadové konstanty poločasu rozpadu T1/2 někdy zavádí střední doba života jádra 1/
λ T1/2/ln2, což zároveň doba (t=τ), kterou klesne aktivita 1/e 0,3679 své původní hodnoty.109
A1g [Bq] 3,6.1013 3,2.n(t) n(t) ln2/T1/2; a
to podle definice aktivita (hodnota T1/2 musí být udána sekundách; pro počet jader zde používáme
symbol malé aby nepletlo nukleonovým číslem velké N).ln2/T1/2 4,16.T1/2) . 1.1023 známé Avogadrovo číslo vyjadřující počet atomů jedné grammolekule isotopu). Např.T1/2) .M/(N.cz/JadRadFyzika2.108 4,5. čtvrtina: N(2.RNDr.e−λ.mn) 6. uplynutí dalšího poločasu
zbude polovina poloviny jader, tj.t . tak dále nekonečna, takže teprve v
limitě t→Ą bude lim N(t→Ą) všechna jádra opravdu přemění.
Měrná aktivita A1g [Bq] (hmotnostní aktivita) gramu čistého radionuklidu nukleonovým číslem a
poločasem rozpadu T1/2 [sec.
*) Ostatně, čisté beznosičové radionuklidy vysoké aktivitě uvolňovaným teplem často roztavily vypařily viz
níže "Tepelné účinky radioaktivity".
Vztah poločasu aktivity
Počet atomových jader rozpadající jednotku času (1s) roven −dn(t)/dt λ.t no.
V praxi čisté beznosičové radionuklidy většinou nevyskytují *), naopak většině preparátů bývají
velmi zředěné, jejich koncentrace malá; měrná aktivita zpravidla nepřesahuje několik GBq/gram, u
některých vzorků nedosahuje ani úrovně 1Bq/g
