Раздел 2. Статистическая обработка результатов радиометрических измерений

2.1. Статистический характер радиоактивного распада

Любую физическую величину (массу, длину, скорость, число распадающихся радионуклидов и т.д.) можно определить в эксперименте лишь приближенно, указав некоторый интервал ее возможных значений. Чем тщательнее интервал возможных значений искомой величины. Неопределенность в значении измеряемой величины обусловлена многими причинами.

Рассмотрим радиоактивный распад ядер. Как известно, каждое нестабильное ядро имеет определенную возможность распасться за некоторый промежуток времени или в единицу времени. Эту возможность принято называть вероятностью. Вероятность – количественная характеристика возможности наступления (или появления) некоторого события А при определенных (неограниченно воспроизводимых) условиях С. Ответить конкретно на вопрос: когда распадется данное ядро абсолютно точно невозможно, но всегда существует вероятность, что данное ядро распадется за некоторый промежуток времени t от нуля до бесконечности. Исходя из этого очень часто говорят, что радиоактивный распад носит вероятностный характер, т.е. распад произойдет, но когда конкретно ответить трудно.

Количество радиоактивных ядер, распавшихся в некотором образце, и частиц, зарегистрированных в детекторе за определенный промежуток времени (например 1с), – величина случайная. Случайной называют величину, которая в результате наблюдений (измерений) примет одно и только одно возможное значение, заранее неизвестное и зависящее от случайных причин, которые наперед не могут быть учтены. Это значит, что если за один и тот же промежуток времени, значительно меньший периода полураспада радионуклида, многократно определять количество распадов, то для каждого равного промежутка времени оно будет разным и случайным. Например: 30 распадов, 20, 35, 27 и т.д. Следовательно распад радиоактивных ядер носит не только вероятностный, но и случайный характер. Если мы начнем выяснять проявление закономерностей или каких-то функциональных зависимостей между отдельными актами распадов радиоактивных ядер, то никакой периодичности не сможем установить в виду случайности этого события. Однако при наблюдении большого числа (как правило не менее 100) распадов можно установить определенный закон распределения этих распадов во времени, который носит название закона радиоактивного распада. Установлением закономерностей большого числа случайных событий, а также учетом и обработкой полученных при этом данных занимается статистика. Поэтому радиоактивный распад называют статистическим процессом или же отмечают, что радиоактивный распад имеет статистический характер. Это значит, что закон радиоактивного распада справедлив для большого числа радиоактивных ядер, а также результаты экспериментов (наблюдений) за радиоактивным распадом подвергаются статистической обработке для правильного определения средних значений, указания интервалов, в которых можно с определенной вероятностью обнаружить данное значение при последующих измерениях, для проверки соответствия выбранных гипотез результатам измерений и т.д.