ЗАКОН СПАДА РАДИОАКТИВНОСТИ ПРОДУКТОВ ЯДЕРНОГО ДЕЛЕНИЯ

Продукты деления ядерного горючего образуются при ядерном взрыве и при работе атомного реактора на атомной электростанции. При этом во время ядерного взрыва на разных этапах радиоактивного распада возникает около 300 различных радионуклидов, большинство из которых являются короткоживущими. Суммарная активность смеси продуктов деления для бета-частиц через одну минуту после ядерного взрыва может быть определена по формуле

А_β = 10⁸q_дел (1.29.)

гдеq_дел -тротиловый эквивалени взрыва по делению, т

В течение первых 100 - 160 суток после ядерного взрыва или аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ изменение радиоактивности на радиоактивно зараженной местности приближенно описывается законом Вэя-Вигнера:

А₁/А₂ = (t₂/t₁) ⁿ (1.30.)

где А₁, А₂ - активности излучения радионуклидов, соответствующие моментам времени t₁, t₂ после начала радиоактивного заражения местности;

n - показатель степени, характеризующий величину спада активности излучения во времени, зависящей от изотопного состава радионуклидов. Для аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ n = 0,4 - 0,86,для ядерного взрыва n = 1,2.

При известной паре отсчетных значений А₀ и t₀ можно получить зависимость изменения активности от времени:

А_t = А₀ (t/t₀)^{- n} (1.31.)

где А₀и А_t - активность осколков деления ко времени t₀ иt после взрыва. По мере увеличения времени, прошедшего после ядерного взрыва, активность осколков деления быстро падает, примерно так: при семикратном увеличении времени активность падает в 10 раз.

При аварии на АЭС с выбросом радионуклидов из активной зоны количество и состав радионуклидов будет другим. Обычно, количество радионуклидов не превышает 40 -50, так как большинство короткоживущих радионуклидов в реакторе уже распалось. Но происходит накопление радионуклидов, период полураспада которых соизмерим со сроком жизни человека и более. Кроме того, количество ядерного горючего в атомном реакторе измеряется тоннами, в то время как масса ядерного взрывчатого вещества боеприпаса исчисляется килограммами. По этой причине количество выброшенных радионуклидов при аварии может быть значительным, а время распада большим. На рис. 1.3. можно сравнить законы спада радиоактивности для ядерного взрыва и после аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ.

Рис. 1.3. Зависимость активности зараженности местности от времени, прошедшего с момента начала радиоактивного заражения после аварии на АЭС и ядерного взрыва

На графике (рис. 1.3.) момент начала выпадения радиоактивных осадков принят за нулевой (t = 0). По прошествии примерно одного часа, в течение которого на землю выпадает основная масса радиоактивных осадков, активность радиации достигает максимума и затем начинается ее снижение.

Показатель скорости спада активности n на практике опредеяется после замера в одной и той же точке активности в различные моменты времени не менее двух раз. А величину nнаходят по формуле, которая получена после логарифмирования выражения (1.30.).:

n = (lq A₁ - lq A₂)/(lq t₂ - lq t₁) (1.32.)

Примечание. Формулы (1.35.) и (1.36.) справедливы и для случая, когда вместо активности рассматривается мощность дозы (показатель рассматривается в 1.2.3). Поэтому величину n можно вычислить и в случае, если имеется прибор для измерения мощности дозы. 

Вопросы для самоконтроля:

1. Понятие радионуклида

2. Явление радиоактивности (примеры альфа-распада и бета-распада)

3. Особенности спада радиоктивности по основному закону радиоактивного распада

4. Особенности спада радиоактивности после ядерного взрыва

5. Особенности спада радиоактивности после аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду

6. Пересчитать 5 Ки/км² в Бк/кг и 5 Ки в Бк

7. Пересчитать 100 Бк/кг в Ки/м²