18
Статистическая (вероятностная) природа радиоактивного распада
Характерной чертой закона радиоактивного распада является его вероятно-
стная статистическая природа. Рассмотрим пример статистической вероятност-
ной закономерности. Если подбрасывать монету, то в половине случаев она
должна упасть вверх «гербом», в половине случаев – «цифрой». Об этой ситуа-
ции говорят так: вероятность выпадения «герба» равна ½, и вероятность выпа-
дения «цифры» равна ½ (или по 50%). Однако на самом деле если по 10 раз
подбросить монету, вовсе не обязательно в каждой серии бросков будет 5 раз
«герб» и 5 раз «цифра». Возможны отклонения. В одной серии опытов выпада-
ет больше «гербов», в другой - больше «цифр». Только в среднем, при очень
большом числе бросаний, количество «гербов» приблизится к 50% от числа
бросков. Аналогично обстоит дело и в случае радиоактивного распада. Через
время, равное одному периоду полураспада
Т
1/2
, должно распасться 50% ядер.
На самом деле в силу статистической природы радиоактивного распада может
распасться чуть больше 50% или чуть меньше.
Отклонения реального числа распадов ядер от рассчитанного по формуле
21
2
0
/
T/t
NN
−
⋅
=
определяет погрешность ∆
N
измерений и выводов, основанных
на этой формуле, причем
N N
=∆
.
Но самой удивительной особенностью закона радиоактивного распада яв-
ляется следующее свойство: вероятность распада ядер не зависит от предшест-
вующей истории этих ядер.
Например, для живых организмов, каких-либо предметов, звезд вероят-
ность смерти, поломки, потухания увеличивается с возрастом. У ядер это не
так. Атомные ядра не имеют возраста. Независимо от того, родились ли ядра
14
С только что в результате столкновения частиц космических лучей с атомами
земной атмосферы или же пролежали тысячи лет в гробнице египетского фа-
раона, вероятность для них распасться в следующий отрезок времени одинако-
ва: 50 % за время
t = T
1/2
.
Итак, закон радиоактивного распада позволяет сделать только среднеста-
тистическое предсказание и только в том случае, если у нас имеется большое
число радиоактивных ядер. Чем меньше имеется ядер, тем больше будут на-
блюдаться относительные отклонения от статистического среднего. И наконец,
когда останется одно ядро, ситуация станет совершенно непредсказуемой: ядро
может взорваться в любой момент наблюдений.
1.3. ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ
Всем известно, какая громадная энергия заключена в атомном ядре. Если
велика энергия, то велики и действующие силы. Силы притяжения между ну-
клонами называются ядерными силами. Ядерные (или сильные) взаимодейст-
вия – это особый вид взаимодействий, резко отличающихся от известных из
школьного курса электромагнитных или гравитационных (тяготение звезд и
планет) взаимодействий. Отличаются ядерные силы не только большой мощно-
стью, но и тем, что в отличие от электромагнитных и гравитационных сил, ко-
торые действуют на всех расстояниях, в том числе и очень больших, нуклоны
