Время, за которое распадается половина первоначального количества ядер, называется периодом полураспада Т

Найдем его, используя закон радиоактивного распада (2):

; .

Логарифмируя, получим .

Отсюда . (3)

Период полураспада для известных радиоактивных ядер находится в пределах от с до лет.

Альфа–распад – это распад атомных ядер, сопровождающийся испусканием - частиц. - частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, связанных между собой ядерными силами. - распад протекает по следующей схеме:

,

где X – химический символ распадающегося ядра;

Y – химический символ образующегося ядра;

- - частица (ядро гелия).

Заряд - частицы , где - элементарный заряд. Спин и магнитный момент равны нулю. Энергия связи - частицы составляет 28,32 МэВ.

- частица возникает в момент радиоактивного распада ядра. Скорости, с которыми - частицы вылетают из распавшегося ядра, порядка , кинетическая энергия порядка нескольких МэВ.

Пролетая через вещество, - частица постепенно теряет свою энергию, затрачивая ее на ионизацию молекул вещества, и затормаживается, приобретая тепловую скорость молекул окружающей среды. Если - частица захватывает два электрона, то она превращается в нейтральный атом гелия. Расстояние R, которое пролетает - частица до превращения в атом гелия, называется длиной свободного пробега.

Чем больше плотность вещества, тем меньше длина свободного пробега - частиц. В воздухе при нормальном давлении длина свободного пробега составляет несколько десятков микрон ( - частицы полностью задерживаются обычным листом бумаги).

- частицы, испускаемые различными ядрами, имеют различные энергии, а следовательно, и различные длины свободного пробега.

Энергия - частиц, испускаемых ядрами данного радиоактивного элемента, одинакова. Существуют несколько экспериментальных методов определения энергии - частиц и, следовательно, средней длины свободного пробега:

1) по числу электронно-ионных пар, создаваемых - частицей в ионизационной камере;

2) по анализу траектории - частицы в магнитном поле камеры Вильсона;

3) по средней длине свободного пробега - частицы в веществе.

В данной работе используется последний метод определения энергии - частицы по длине свободного пробега - частицы в веществе (воздухе).

Между длиной свободного пробега R и энергией Е - частицы существует приближенная зависимость, выраженная эмпирической формулой Гейгера:

, (4)

где R выражается в см, а Е – в МэВ. Измерив экспериментально длину свободного пробега R - частицы, можно рассчитать ее энергию:

(5)