Определение периода полураспада радиоактивного изотопа по длине пробега а-частиц

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ 
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
 
 
 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА ПОЛУРАСПАДА 
РАДИОАКТИВНОГО ИЗОТОПА 
ПО ДЛИНЕ ПРОБЕГА α-ЧАСТИЦ 
 
 
Методические указания  
для проведения лабораторных работ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Томск 
Издательский Дом Томского государственного университета 
2016 
 
 

РАССМОТРЕНО И УТВЕРЖДЕНО методической комиссией 
физического факультета 
Протокол № ___ от «____» __________ 2016 г. 
Председатель комиссии Н.Г. Брянцева 

 

 

В методических указаниях рассмотрен α-распад тяжелых ядер. 
Приводится теория этого явления. Рассматривается способ 
экспериментального определения длины пробега α-частиц и 
нахождения периода полураспада ядер и энергии α-частиц. 
Методические 
указания 
разработаны 
для 
студентов 
физического, 
радиофизического 
и 
физико-технического 
факультетов. 
 

 

 

 

 

СОСТАВИТЕЛЬ: доцент И.И. Клыков 

 
 
 
 
 
 
 
© Томский государственный университет, 2016 

 
 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА ПОЛУРАСПАДА 
РАДИОАКТИВНОГО ИЗОТОПА ПО ДЛИНЕ 
ПРОБЕГА α-ЧАСТИЦ 
 
Цель 
работы: 
Определение 
периода 
полураспада 
радиоактивного изотопа по длине пробега α - частиц. 

Теория 

Тремя наиболее распространёнными видами радиоактивного 
распада являются α-распад, β±-распад и изомерный переход. 
В результате 
альфа-распада 
массовое 
число 
ядер 
всегда 
уменьшается на четыре, тогда как в результате бета-распадов и 
изомерных переходов массовое число ядра не меняется. Это 
приводит к тому, что все нуклиды делятся на четыре группы (ряда) 
в зависимости от остатка целочисленного деления массового числа 
нуклида на четыре (то есть родительский нуклид и его дочерний 
нуклид, образовавшийся в результате альфа-распада, будут 
принадлежать к одной группе). Во всех рядах происходит 
образование гелия (из альфа-частиц). 

Масса α-частицы mα=3,727 ГэВ=6,645·10−27 кг=4,002 а.е.м. 
Энергия связи 28,11 МэВ. α-частица стабильна. 

Атомы 
радиоактивного 
элемента 
распадаются 
самопроизвольно, без внешнего воздействия. Это случайный 
процесс, поэтому он описывается законами статистики. Этот 
спонтанный распад атомных ядер следует закону 

0 exp(
)
N
N
t



, 
 
 
(1) 

где N0 – количество ядер в данном объеме вещества в момент 
времени t = 0, N – количество ядер в том же объеме к моменту 
времени t, λ – постоянная распада. Постоянная λ имеет смысл 
вероятности распада ядра за 1 секунду: она равна доле ядер, 
распадающихся за 1 с. Величину 1/λ называют средним временем 
жизни радиоактивного изотопа. Для характеристики устойчивости 
ядер относительно распада пользуются понятием о периоде