Виды и характеристика ионизирующих излучений, их взаимодействие с веществом

Единицы радиоактивности.

Виды радиоактивного распада. Закон радиоактивного распада. Единицы радиоактивности.

В результате всех видов радиоактивных превращений количество ядер данного изотопа уменьшается. Убывание количества распадающихся ядер происходит по экспоненте и записывается в следующем виде:

N=N e

Где N – количество ядер радионуклида в момент начала отсчета времени (t=0)

- постоянная распада, которая для различных радионуклидов разная.

N – количество ядер радионуклида спустя время t;

e – основание натурального логарифма (e=2,713….). Это и есть основной закон радиоактивного распада.

Естественный радиоактивный распад ядер протекает самопроизвольно, без всякого воздействия извне. Поэтому скорость распада можно характеризовать временем. В практических расчетах для оценки характеристик радиационного излучения используется понятие период полураспада – это промежуток времени, в течении которого исходное число радиоактивных ядер уменьшается вдвое, а число распадающихся ядер за определенное время остается постоянным.

Радиоактивные вещества могут находиться в различном агрегатном состоянии, в том числе аэрозольном, взвешенном состоянии в жидкости или в воздухе. Поэтому, используют величину удельной, поверхностной или объемной активности или концентрации радиоактивных веществ в воздухе, жидкости и в почве. Она может выражаться в Бк/м² , Ки/м², км²

Радионуклиды, испуская частицы, превращаются в другие радионуклиды и химические элементы. Радионуклиды распадаются с различной скоростью. Скорость распада радионуклидов называют активностью.

Единица измерения радиоактивности является беккерель (Бк) -количество распадов за секунду. Часто для измерения активности используется другая единица – кюри (Ки)

1 Бк = 0,2702 ·10 ^-10 Ки; 1 Ки = 3,7∙ 10¹⁰ Бк;

Используют также кратную единицу мегакюри 1Мки=1·10⁶Ки и дольные-милликюри, 1 мКи=10^-3, микрокюри, 1мкКи=10^-6Ки.

Одним из первых подробно изученных радионуклидов был радий-226. Его изучили впервые супруги Кюри, в честь которых и названа единица измерения активности. Количество распадов в секунду, происходящих в 1г радия-226 равна 1Ки. Диапазон изменения периода полураспада для различных радионуклидов очень широк. Он изменяется от секунд до миллиардов лет. Известный естественный радионуклид уран -238 имеет период полураспада около 4,5 миллиардов лет.

Ионизирующее излучение – излучение, которое, проходя через среду, вызывает ионизацию или возбуждение молекул среды. Ионизирующее излучение, не воспринимается органами чувств человека. Поэтому оно особо опасно, так как человек не знает, что он подвергается его воздействию. Ионизирующее излучение иначе называют радиацией.

Корпускулярное излучение – это поток частиц с массой отличной от нуля (электроны, протоны, нейтроны, альфа – частицы).

Фотонное излучение – это электромагнитное излучение, косвенно ионизирующее излучение (гамма – излучение, характеристическое излучение, тормозное излучение, рентгеновское излучение, аннигиляционное излучение).

Альфа – излучение – это поток альфа – частиц, испускаемых при радиоактивном распаде, а также при ядерных распадах и превращениях. Обладают сильной ионизирующей способностью и незначительной проникающей способностью. В воздухе они проникают на глубину несколько сантиметров, в биологическую ткань – на глубину доли миллиметра, задерживается листом бумаги, тканью одежды. Альфа-излучение вызывает незаживающие ожоги на коже и особо опасны при попадании внутрь организма.

Бета – излучение – это поток электронов позитронов, испускаемых ядрами радиоактивных элементов при бета – распаде. Их ионизирующая способность меньше, чем у альфа – частиц, но проникающая способность во много раз выше. Бета – излучение используют для определения плотности некоторых веществ, толщины листовых материалов и покрытий. Наибольшую опасность представляет для глаз, вызывая катаракту.

Протонное излучение – это поток протонов, составляющих основу космического излучения, а также наблюдаемых при ядерных взрывах.

Нейтронное излучение – поток нейтронов, наблюдаемых при ядерных взрывах, особенно нейтронных бомб и работе ядерного реактора. Нейтроны обладают большой проникающей способностью и в меньшей степени ионизирующей способностью.

Гамма–излучение представляет собой высокочастотное электромагнитное излучение, возникающее в результате разряда (перехода атомов из одного энергетического состояния в другое) возбужденных состояний ядер атома в процессе ядерных реакций или радиоактивного распада некоторых нуклидов (цезий-137).

Тормозное излучение – фотонное излучение с непрерывным энергетическим спектром, испускаемое при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц. Воздействует, как гамма – излучение.

Характеристическое излучение – фотонное излучение с дискретным энергетическим спектром, возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома. Воздействует аналогично гамма – излучению.

Аннигиляционное излучение – фотонное излучение, возникающее в результате аннигиляции частицы и античастицы.

Дата добавления: 2014-01-06