A radioaktív bomlás jellemzői

Egy sugárzó anyag jellemzésekor elsősorban azt kell megadni, hogy:

• milyen fajtájú a sugárzás (alfa, béta, gamma), és
• milyen a keletkezett részecskék energiája.

Az atommag bomlása statisztikai jelenség: nem lehet pontosan megmondani, hogy egy adott instabil mag mikor fog elbomlani, csak annyit tudhatunk, mekkora a valószínűsége, hogy a bomlás egy bizonyos időn belül végbemegy. Két alapvető statisztikai törvény érvényes erre a jelenség-körre.

Bomlási törvény

Ha egy bizonyos radioaktív atomot tartalmazó mintában N₀ bomlás megy végbe időegységenként, akkor azt, hogy t idő eltelte után várhatóan hány bomlás fog történni időegységenként, exponenciális függvény írja le:

A T-vel jelölt felezési idő értéke jellemző az adott radioizotópra. Szemléletesen azt adja meg, hogy a kibocsátott sugárzás T idő múlva felére, 2*T idő múlva negyedére, 3*T idő múlva nyolcadára csökken, és így tovább.

A radioaktivitás egysége a becquerel. 1 Bq az aktivitása annak a radioaktív anyagmennyiségnek, amelyben másodpercenként 1 bomlás megy végbe átlagosan.

Statisztikai ingadozás

Ha sok, ugyanabból az instabil elemből azonos számú atomot tartalmazó mintát figyelünk meg, az egyes mintákban adott idő alatt végbement bomlások ún. Poisson-eloszlást követnek: ha átlagosan N bomlás történt, akkor a mért értékek szórása ennek négyzetgyöke () lesz.

Az ingadozás nem a mérés tökéletlenségének eredménye: maga a radioaktív bomlás ilyen, csak statisztikai törvényekkel jellemezhető jelenség. Ennek az a gyakorlati jelentősége, hogy a radioaktivitás mérésén alapuló in vivo és in vitro vizsgálatok során egyaránt törekedni kell a (beteg megengedhető sugárterhelése és a vizsgálati idő által korlátozottan) lehető legnagyobb beütésszám elérésére, hogy a mérés statisztikai bizonytalansága minél kisebb legyen.