減衰定数とは?
減衰定数は、腐食速度または減衰速度の決定要因として定義できます。放射性元素の崩壊定数は、放射性元素が一定時間にわたって崩壊する可能性として定義されます。これは、ラムダとして読み取られる文字 λ で示されます。この定数の期待値は、核の種類によって異なる可能性があります。これにより、さまざまな減衰率が発生する可能性があります。減衰の定数に使用される単位には、s-1 と A-1 が含まれます。
崩壊定数では、放射能が確率過程であることがわかります。特定の原子核が崩壊する正確な時期を正確に知ることは困難です。
それでもなお、原子核が時間の経過とともに劣化する可能性を推定することは可能です.
減衰定数のメカニズム
特定の崩壊メカニズムについて、特定の核種の放射性崩壊係数は、特定の原子核がそのメカニズムを使用して崩壊する単位時間のパーセンテージとして定義できます。放射性崩壊は通常、記号 λ で表されます。定義は次の式で表すことができます
P =λ Δt
ここで、P は、核種の半減期よりも短い期間 Δt 内に不安定な核が崩壊する可能性を表します。
サンプルに N 個の原子核がある場合、時間 Δt 後の崩壊から生じる量の平均変動 ΔN は次のとおりです。
ΔN =-λ N Δt
放射性核種の測定
合理的に測定できる放射性核種は、~ 1020 より大きい多くの原子核 N を持ちます。時間とともに崩壊する原子核のパーセンテージ Δt 予測された割合、つまり λ にどんどん近づいていきます Δt .
崩壊定数は、特定の放射性核種と関連する崩壊メカニズムのみに基づいています。サンプル内の核の数や温度などの外的要因には依存しません。
ほとんどの放射性サンプルでは、1 つの核種内のさまざまなプロセスが原因であるか、核種の混合物の存在が原因であるかにかかわらず、崩壊の複数の方法があります。このような場合、すべての種類の崩壊プロセスを個別に評価する必要があります。単純な方法で減衰定数を統合することは不可能です。
放射性崩壊法則の表現
SI 単位表記と SI 基本単位表記は s-1
その他の一般的に使用される単位:年-1、時-1、分-1
放射性崩壊の法則は、原子核が崩壊する可能性が高い単位時間あたりの確率は、時間に関係なく一定であると規定しています。この定数は減衰定数と呼ばれ、文字 λ またはラムダで示されます。この定数の確率は、核の種類によって大きく異なる可能性があります。これにより、さまざまな減衰率が観察される可能性があります。一定量の原子 (質量) の放射性崩壊は、時間の経過とともに指数関数的になる可能性があります。
放射性崩壊の法則:N =N.e-λt
核元素の崩壊率は、半減期によって測定されます。 「半減期」という用語は、同位体がその放射能の半分を失うのにかかる時間の長さを指します。放射性同位元素の半減期が 14 日以上であることが判明した場合、その原子の半分は 14 日で崩壊します。 14 日後、残りの半分が劣化し、サイクルが続きます。
半減期は、放射性核分裂物質の数百万分の 1 秒から、長寿命物質 (自然に発生するウランなど) の場合の数十億年までさまざまです。半減期が短いほど、減衰定数が高いことに注意してください。半減期の短い放射性物質は、（製造時点で）放射能が高くなります。ただし、放射能は急速に失われます。 7 回の半減期の最後に半減期がどれだけ長くても短くても、最初に存在していた活動が残っているのは 1% 未満です。
放射性崩壊法則の計算
放射性崩壊法則は、放射能の計算または放射性物質の質量の計算のために計算できます:
核の数 N =N0.e-λt
アクティビティ A =A0.e-λt
質量 m =m0.e-λt
上記の式で、N0 (粒子数) はサンプル内の粒子の総数、A0 (総放射化) は放射性サンプルの単位時間あたりの崩壊量、m0 は放射性物質の初期質量です。 /P>
放射性物質の崩壊の半減期は変更できます。放射性崩壊は、原子の不安定な原子核がそれ自体をより低いエネルギー状態に変換し、いくらかの放射線を放出するときに発生します。このプロセスは、原子を新しい元素または別の元素の同位体に変換します。放射性崩壊は自発的なプロセスとして発生するため、プロセスの持続時間は変更できず、外部の影響によって変更できないと考えるかもしれません。ただし、この主張は完全に正確ではありません。
核内の電子の状態を変えることによって、放射性崩壊の期間を変えることができます。 「電子捕獲」と呼ばれる特定の種類の放射性崩壊では、原子核が原子から電子を吸収し、陽子と結合して中性子とニュートリノを生成します。電子の波動関数が原子核の波動関数と一致すればするほど、原子核は電子をうまく捕獲できます。したがって、電子捕獲放射性崩壊モードの持続時間は、原子の電子が存在する状態に依存します。
結論
崩壊定数には、記号 λ と単位があります。放射性元素の s−1 または A−1 は、単位時間あたりの崩壊確率です。互いに親である核種、P は dP として時間とともに減少します /P =−λ dt。核力によって引き起こされる中性子と陽子の間の相互作用に必要なエネルギーは、分子や電子の力よりも 1,000,000 倍強力です。崩壊確率と λ は、温度と圧力だけでなく、放射性成分が結合している結合の強さにも影響されません。崩壊定数は、核種 T の半減期に関連しています。 1/2 ～ T 1/2 =ln 2/λ.
