Rádioaktivita je schopnosť niektorých jadier samovoľne sa rozpadať a pritom vyžarovať neviditeľné žiarenie. Rozpad prirodzene rádioaktívnych jadier prebieha samovoľne, pričom úbytok nerozpadnutých rádioaktívnych atómov môžeme popísať zákonom prirodzeného úbytku:
dn = - λn dt ,
(1)
ktorý hovorí, že ak rádioaktívna látka v čase t obsahovala n nerozpadnutých atómov, za čas dt sa ich rozpadne dn, kde λ je rozpadová konštanta danej rádioaktívnej látky. Počet ešte nerozpadnutých atómov rádioaktívnej látky v čase dt je teda určený exponenciálnym zákonom v integrálnom tvare:
n = n0 exp (- λt) ,
(2)
kde n0 je počiatočné množstvo atómov v čase t = 0s. Čas, za ktorý sa rozpadne polovica počiatočného množstva atómov n = n0 / 2 sa nazýva polčas rozpadu T. Platí teda:
n0 / 2 = n0 exp (- λT); resp. exp (λT) = 2 .
(3)
Odtiaľ pre polčas rozpadu T dostávame:
T = ln (2) / λ .
(4)
Percentuálny počet množstva polónia, ktoré sa rozpadne za čas t určíme zo vzťahu:
p = 1 - n / n0 ,
(5)
kde n / n0 predstavuje percentuálny počet ešte nerozpadnutého množstva rádioaktívnej látky. Úpravou predchádzajúcich vzťahov pre hľadané rozpadnuté množstvo polónia dostaneme:
p = 1 - exp (- λt)
p = 1 - exp ( - ln (2) t / T)
Dosadením zadaných hodnôt dostávame:
p = 1 - exp (- 0,693 . 5 min / 40 min)
Za 5 minút sa rozpadne 8,3 % určitého množstva rádioaktívneho polónia.
Archimedova špirála
Náboj Zeme a jeho plošná hustota
Emitácia fotónu