Радиоактивность. Закон радиоактивного распада
Радиоактивность – самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождаемое испусканием элементарных частиц. Радиоактивность ядер, встречающихся в природе, называют естественной. Радиоактивность ядер, синтезируемых искусственным путем (с помощью ядерных реакций), называют искусственной. Принципиального различия между искусственной и естественной радиоактивностью нет, их процессы подчиняются одним и тем же закономерностям.
Естественная радиоактивность была открыта в 1896 г. французским физиком Анри Беккерелем. Систематическое изучение естественной радиоактивности было проведено Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри. Искусственная радиоактивность была открыта в 1934 г. Фредериком Жолио-Кюри и Ирен Жолио-Кюри.
Радиоактивность как всякий квантовый процесс – явление статистическое, так как одинаковые ядра, находясь в одинаковых условиях, распадаются за различные интервалы времени. Радиоактивность характеризуется величиной 
(с–1), которая определяет вероятность распада ядра в единицу времени. Величину называют постоянной распада.
Число ядер 
, распавшихся за время 
, прямо пропорционально числу ядер 
, не распавшихся к моменту времени 
. (4.1)
Знак минус указывает на то, что 
, так как является приращением (конечное минус начальное) количества нераспавшихся ядер.
Проинтегрируем (4.1)
,
где 
– количество ядер в начальный момент времени (их количество до рассматриваемого распада).
, 
, 
, 
.
Окончательно получим
, (4.2)
т.е. число нераспавшихся ядер убывает со временем по экспоненте. Выражение (4.2) и есть закон радиоактивного распада.
Количество ядер, распавшихся за время , равно
.
Периодом полураспада 
называют время, в течение которого распадается половина первоначального количества ядер. Этот период определим из (4.2)
, 
, 
, 
.
За интервал времени , т.е. от момента времени до момента 
, число распадающихся ядер равно (здесь 
). Время жизни каждого из этих ядер равно . Сумма времен жизни всего первоначального количества ядер определяется выражением
Тогда среднее время жизни радиоактивного ядра равно
.