永続平衡成立までの娘核種の放射能

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

前回までの記事では、放射平衡の関係にある⁹⁰Srと⁹⁰Y及び¹⁴⁰Baと¹⁴⁰Laの放射能や分離に関する記事を掲載しました。

⁹⁰Sr-⁹⁰Yの永続平衡の関係、¹⁴⁰Ba-¹⁴⁰Laの過渡平衡の関係は非常に重要ですので、それぞれの放射能や原子数などを表す公式は確実に暗記しておいて下さい。必ず試験で出題されます。

¹⁴⁰Ba-¹⁴⁰Laのような過渡平衡になる場合では、娘核種2の原子数は以下の式に近似できることは前回記事にしました。（必ず暗記しなくてはならない超重要公式ですね）

　

また、⁹⁰Sr-⁹⁰Yのように永続平衡の関係になる場合には、親核種と娘核種の放射能は等しくなることも先日記事にしました。（以下の式も必ず暗記しなくてはならない超重要公式です）

　

　

永続平衡が成立して、娘核種の放射能が親核種の放射能と等しくなるのは娘核種の半減期の10倍程度の時間が経過した後です。では、それまでの娘核種の放射能はどのくらいになるのでしょうか。

永続平衡の関係にある親核種と娘核種の、そして全放射能（親核種と娘核種のの放射能の和）の経時変化との関係を示す図は以下のようになります。

娘核種2の放射能A₂は次第に大きくなり最終的には親核種1の放射能と等しくなることが図からも分かります。この娘核種2の放射能A₂を式で表すと以下のようになります。
　

　

・経過時間ｔが娘核種の半減期T₂と等しいときは、娘核種の放射能A₂は親核種の放射能A₁の2分の1になります。
・経過時間ｔが娘核種の半減期T₂の2倍と等しいときは、娘核種の放射能A₂は親核種の放射能A₁の4分の3になります。
・経過時間ｔが娘核種の半減期T₂の3倍と等しいときは、娘核種の放射能A₂は親核種の放射能A₁の8分の7になります。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
経過時間ｔが娘核種の半減期T₂の10倍程度になれば、ほぼA₂＝A₁になります。
この式も重要であり、放射線取扱主任者試験でも出題されていますので、是非覚えておきましょう。2011年度第一種試験物化生問3Ⅱがこの内容が問われた問題です。

⁹⁰Sr-⁹⁰Y及び¹⁴⁰Ba-¹⁴⁰Laの関係に代表される放射平衡の問題は毎年必ずといっていいほど出題されています。しっかり放射線概論と過去問題で勉強しておいて下さい。