Приборы радиационной, химической разведки и дозиметрического контроля (стр. 6 )

·  изотопы водорода:

·  изотопы урана (U):

Изотопы обладают одинаковыми химическими свойствами и занимают в периодической системе элементов (ПСЭ) одно место.

Известны изотопы элементов, которые самопроизвольно претерпевают ядерные превращения и испускают ионизирующее излучение (ИИ) в виде - квантов, - частиц, и - частиц. Такие изотопы называются радиоактивными. Известно порядка 40 естественных радиоактивных изотопов (радионуклидов) и более 1200 искусственных.

ИИ – это любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков (ионов).

Время, в течение которого распадается половина атомов исходного количества радиоактивного вещества, называется периодом полураспада .

Число ядер, распадающихся за единицу времени, называется активностью вещества А.

Процесс самопроизвольного распада нестабильного радионуклида называется радиоактивным распадом.

Виды радиоактивного распада ядер

Существуют два вида радиоактивного распада ядер: -распад и -распад.

- распад

При этом виде радиоактивного распада ядро радионуклида испускает - частицы, состоящие из и каждая (это ядро атома ). Получающееся при - распаде дочернее ядро имеет порядковый номер меньше материнского на 2 единицы, а массовое число – меньше на 4 единицы:

- распад

При распаде внутри ядра происходит превращение в или в , при этом превращении внутри ядра образуются или позитроны , называемые -частицами.

-распад с испусканием - электронный -распад, а испускаемый ядром называется отрицательной -частицей.

-распад с испусканием - позитронный распад, а испускаемый ядром называется положительной -частицей. Примеры -распада:

Т. о., радиоактивный распад ядра сопровождается испусканием - или -частицы.

- или распады, как правило, сопровождаются испусканием из ядра -излучений, представляющими собой поток фотонов (-квантов), распространяющихся со скоростью света.

Взаимодействие ядерных излучений с веществом

Энергия, необходимая для возбуждения атома вещества, называется потенциалом возбуждения. Примерно через () секунды после возбуждения атом самопроизвольно возвращается в основное состояние, испустив при этом фотон.

Если энергия, поглощенная атомом вещества, окажется достаточной не только для возбуждения атома, но и отрыва от него одного или нескольких , то атом превращается в положительный ион. Так как для возбуждения требуется меньшая энергия, чем для ионизации (потенциал возбуждения для данного вещества меньше потенциала ионизации), то количество ионизированных атомов вещества обычно в 2-4 раза меньше числа возбужденных атомов.

Количество энергии, необходимой для образования одной пары ионов, называется средней работой ионизации (для воздуха – 32,5 эВ).

Чтобы определить число пар ионов, которое может создать одна частица излучений, следует энергию частицы разделить на среднюю работу ионизации для данной среды.

Для характеристики ионизирующего действия излучений необходимо оценивать удельную ионизацию, т. е. число пар ионов, создаваемых на 1 см пути пробега частицы излучения.

Ионизация атомов или молекул среды, производимая непосредственно действием излучений на среду, называется первичной.

, выбитые при первичной ионизации, иногда могут обладать энергией, достаточной для ионизации среды (вторичная ионизация).

Таким образом, при прохождении излучений через среду в ней образуются ионы, возбуждаются атомы и испускаются фотоны видимого и ультрафиолетового диапазона, а также рентгеновское излучение.

Для оценки влияния ИИ на живой организм наибольшее значение имеют две их характеристики: ионизирующая и проникающая способность.

Основные свойства ядерных излучений

-излучение

- активностью обладают, как правило, химические элементы ПСЭ с порядковым номером более 83 ( и др.).

Вещества, употребляемые в качестве ядерного заряда (), активны. При каждом - распаде из ядра вылетает только одна -частица (изотоп , распадаясь, образует две - частицы).

Для каждого - активного изотопа характерно испускание - частиц, имеющих определенную (для данного изотопа) энергию. Энергия -частиц, испускаемых различными изотопами, от 4 до 11 МэВ. Начальная скорость движения -частиц 15000-19000 км/с, пробег в воздухе – 3-11 см, удельная ионизация 30000 пар ионов на 1 см пробега в воздухе. Удельная ионизация увеличивается к концу пробега из-за уменьшения скорости -частиц, что приводит к увеличению вероятности ионизации (столкновений).

Пробег-частиц в веществе, как правило, прямолинейный и вдоль пути образуются колонны ионов.