Радіоактивне рівновагу - стан, яке з плином настає, коли при радіоактивному розпаді ядер вихідного нуклида А утворюються також радіоактивні ядра дочірнього нукліда В, причому швидкість радіоактивного розпаду дочірнього радіонукліда значно перевищує швидкість радіоактивного розпаду материнського радіонукліда. Якщо позначити період напіврозпаду А через Т½ А. а період напіврозпаду В - через Т½ В. то стан радіоактивного рівноваги може наступити, якщо Т½А> Т½ В. Якщо в препараті вихідного радіонукліда А з вихідної радіоактивністю АА спочатку ядер В не було, то з плином часу ядра В почнуть з'являтися за рахунок розпаду ядер А. Зрештою (приблизно через 10 Т½В) настане стан радіоактивного рівноваги, при якому на кожен акт розпаду А припадатиме акт радіоактивного розпаду В. При цьому радіоактивність дочірнього радіонукліда В аВ стане дорівнює радіоактивності материнського радіонукліда В, тобто АА = аВ. Далі радіоактивність В змінюватиметься так само, як радіоактивність А. Через інтервал часу, рівний одному значенню Т½ А. радіоактивності А і В зменшаться в 2 рази, через інтервал часу, рівний 2Т½ А - в 4 рази і т.д.
Рівновага називають віковим, коли Т½ А >> Т½В. При цьому радіоактивності як материнського радіонукліда в препараті, так і дочірнього залишаються незмінними і рівними один одному протягом великого проміжків вемені (місяці, роки, сотні і тисячі років):
Для вікового рівноваги справедливо співвідношення
де λА. і λА - постійні розпаду радіонуклідів А і В, а NA і NВ-число атомів А і В при рівновазі.
Так як λТ½ = ln2, то з наведеного рівності випливає, що
Якщо значення Т½А більше Т½В незначно (всього в нескольо раз), а саме значення Т½ А можна порівняти з часом спостереження за радіоактивним препаратом, то усталене радіоактивне рівновагу називають рухомим. При рухомому рівновазі радіоактивності обох радіонуклідів в препараті - і материнського, і дочірнього, змінюються з періодом напіврозпаду, що відповідає Т½А.
У природі радіоактивні рівноваги встановлюються між довгоживучими материнськими радіонуклідами урану 235 U (Т½ 7,1.10 8 років), 238 U (Т½ 4,5.10 9 років) і торію 232 Th (Т½ 1,41.10 10 років) і дочірніми ядрами, що утворюються при радіоактивному розпаді цих материнських ядер. Кінцевими продуктами цих перетворень виступають стабільні нукліди свинцю.
На встановлення радіоактивного рівноваги грунтується застосування так званих ізотопних генераторів. використовуваних для тривалого отримання короткоживучих радіонуклідів, необхідних, наприклад, для медичної діагностики. Ізотопний генератор зазвичай являє собою хроматографічну колонку (скляну або полімерну трубку), в якій є відповідне тверда речовина -сорбент. На сорбент наносять атоми долгоживущего (материнського) радіонукліда. У міру необхідності колонку промивають відповідним розчином (елюентом), який витягує накопичилися на сорбенті атоми короткоживучого дочірнього радіонукліда.
У ізотопних генераторах використовують радіоактивні рівноваги, які встановлюються, наприклад, між материнським германием-68 (Т½ 288 на добу) і дочірнім галієм-68 (Т½ 68 хв), між паладієм-103 (Т½ 17 діб) і дочірнім родием-103 (Т½ 56 , 1хв) і т.д. Після вилучення дочірнього радіонукліда в ізотопний генераторі через 5-8 періодів напіврозпаду дочірнього радіонукліда знову накопичується достатня кількість дочірнього, і процедуру його отримання можна повторити.