Olarak nükleer fizik , laik denge bir miktarı bir durum radyoizotop sabit kalır, çünkü üretim (örneğin, bir ana izotopun çürümeye nedeniyle) bozunum oranına eşittir kendi hızı; aksi takdirde radyoaktif dengesizlikten söz ederiz .
P ("baba") radyoaktif sabit λ P ve F ("oğul") olan radyoaktif bir çekirdek olsun. Çekirdeğin bozunmasından kaynaklanan, kendisi sabit λ F (>> λ P ) ile radyoaktif olsun . Bir numunede bulunan P ve F çekirdek sayısı veya molar konsantrasyonları (örneğin mol / kg olarak ifade edilir) [P] ve [F] ile gösterilecektir .
F miktarı (veya konsantrasyonlarının), sabit (olup ) halinde ( 2 nci denklem ile elde edilmiş):
,bu nedenle P ve F'nin aktiviteleri eşitse. Olarak radyoaktif sabitleri λ P ve λ F ile ters orantılıdır karşılık gelen yarı ömrü , T P ve T F derecesi, aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
.Bozulma zinciri durumunda , dengede aynı şeye sahibiz (önceki bölümün 3. denklemi):
bu nedenleburada D n −1 ve D n birbirini takip eden iki torun, λ n −1 ve λ n bozunma sabitleri ve T n −1 ve T n yarı ömürleri.
Ne zaman periyodu "baba" (T) çok net büyüktür "oğulları" daha olduğunu faaliyetleri farklı oğullarının babası bununla dengeye getirilir. Başka bir deyişle, bir oğlun konsantrasyonu ile babanın konsantrasyonu arasındaki oran, yarı ömürlerinin oranına eşit olur .
Bir bozulma zincirinin seküler dengesine, en uzun periyotlu oğlunun yaklaşık 10 katına eşit bir süre sonra ulaşılır: Örn:
Tüm yavruların faaliyetlerinin ebeveyn izotop başkanının faaliyetine eşit olduğu düşünüldüğünde, yapılan hata% 1'den azdır.
Seküler dengenin sağlanması, bir numunenin radyoaktivitesinin zamanla neden artabileceğini açıklar. Örneğin, bir gram saf uranyum 238 , 12,434 Bq radyoaktiviteye sahiptir . Bir yıl sonra, uranyum ile seküler dengesine ulaşan ve bu nedenle aynı aktiviteyi gösteren örnekte önemli miktarlarda 234 Th ve 234m Pa oluşmuştur ( yarı ömürleri bir aydan az) ve bu nedenle toplam uranyum miktarı 238 önemli ölçüde azalmadı: örneğin toplam radyoaktivitesi 3 × 12 434 = 37 302 Bq . 2,5 milyon yıldan sonra (uranyum 234'ün yarı ömrünün yaklaşık on katı), tüm zincirin seküler dengesine ulaşılır: uranyum 238'in aktivitesi, on üç neslininkine eşittir ( 234 Pa'yı ihmal ediyoruz ki, çok küçük bir parçalanma modunu temsil eder). Bir gram numunenin toplam aktivitesi bu durumda 174,000 Bq'den fazladır , yani ilk aktivitenin 14 katıdır.
Bir Avrupa direktifi , radyoaktiviteye maruz kalan nüfus ve işçilerle ilgili dozimetrik değerlendirmeler için dikkate alınması gereken çeşitli seküler dengeleri belirtir .
Kaynak IRSN
Baba | Dengede alçalan radyonüklitler | İzotop kararlı oğlu |
---|---|---|
90 Sr + | 90 Y | 90 Zr |
137 Cs + | 137 milyon Ba | 137 Ba |
238 U + | 234 Per , 234 milyon Pa | cf. 238 U kuru |
226 Ra + | 222 Rn , 218 Po , 214 Pb , 214 Bi , 214 Po , 210 Pb , 210 Bi , 210 Po | cf. 238 U kuru |
210 Pb + | 210 Bi , 210 Po | cf. Uranyum 238 238 U kuru |
228 Ra + | 228 Ac | cf. 232 Bin saniye |
228 Bin + | 224 Ra , 220 Rn , 216 Po , 212 Pb , 212 Bi , 208 Tl , 212 Po | cf. 232 Bin saniye |
238 U kuru | 234 Th , 234m Pa , 234 Pa , 234 U , 230 Th , 226 Ra , 222 Rn , 218 Po , 214 Pb , 214 Bi , 214 Po , 210 Pb , 210 Bi , 210 Po | 206 Pb |
232 Bin saniye | 228 Ra , 228 Ac , 228 Th , 224 Ra , 220 Rn , 216 Po , 212 Pb , 212 Bi , 208 Tl , 212 Po | 208 Pb |