Um átomo submetido ao processo de ativação passa a emitir radiação porque seu núcleo se encontra num estado excitado de energia. Com o decorrer do tempo, no entanto, o número de átomos capazes de emitir radiação diminui gradualmente, caracterizando o fenômeno chamado decaimento radioativo.
Uma característica importante do decaimento radioativo é que ele não se processa na mesma velocidade para diferentes elementos. Por exemplo, numa amostra de Co-60, os átomos se desintegram mais lentamente do que no caso de uma amostra de lr-192. Com base nesses dados, pode-se expressar matematicamente o decaimento radioativo pela relação: dN = -No λ . dt.
A relação demonstra que o número de átomos N que se desintegram dentro de um certo intervalo de tempo é proporcional a X, No e 8t. Nessa equação, a letra X representa uma grandeza denominada constância de desintegração, que significa a razão em que a desintegração se processa.
A expressão matemática de Lei do decaimento radioativo é:
É importante observar que o decaimento obedece a uma lei exponencial. Isso significa que o número N nunca se tornará zero, embora vá assumindo valores progressivamente menores.
Meia vida
Meia vida é o período de tempo em que o material sofre decaimento radioativo e apresenta a metade do número inicial de átomos do radioisótopo original.
Quando uma fonte radioativa é produzida, coloca-se um certo número No de átomos em estado excitado na fonte. Pela Lei do decaimento radioativo, esse número de átomos excitado diminui com o passar do tempo, segundo as características do elemento radioativo. Como a taxa em que os átomos se desintegram é diferente de um elemento para outro, a meia vida também será uma característica de cada elemento, sendo conhecida e tabelada para todos os radioisótopos conhecidos.
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