Открытие ионизирующего излучения

Характерные размеры атомного ядра 10^{-12 см, атома – 10-8 см, т.е. атомное ядро в 10000 раз меньше размеров электронной оболочки. Протон – от греческого слова «протос» – первый (атом водорода). Квантовый характер расположения орбит электронов был предсказан теоретически Нильсом Бором, а затем был подтвержден экспериментально. На ближайшей к ядру орбите может находиться только 2 электрона, на следующей – не более 8, на третьей – 18, на следующей – 32. Иначе говоря, электронная оболочка атомов состоит из нескольких слоёв. Переход их одного состояния в другое происходит скачкообразно с излучением или поглощением строго фиксированной порции энергии – кванта. Термин этот ввел Макс Планк, в переводе с немецкого означает «количество».}

Чем ближе электрон к ядру, тем сильнее они связаны друг с другом силами взаимного притяжения противоположных электрических зарядов. Если поглощенная энергия превысит энергию связи, электрон вылетает из электронной оболочки. В результате атом, лишившись одного отрицательного заряда, превращается из электрически нейтрального в положительно заряженный. Например, для атомов цезия ₅₅Cs¹³⁷ минимальное значение энергии ионизации составляет 3,9 эВ, для атомов гелия – 24,6 эВ.

В результате поглощения энергии, недостаточной для ионизации, может происходить возбуждение атома – переход электрона с одной фиксированной орбиты на более удаленную от ядра. Такие короткоживущие атомы называют радикалами. Они очень способны к вступлению в различные химические реакции. Таким образом, возбуждение наряду с ионизацией – основные процессы взаимодействия излучения с веществом.

При перестройке внешних электронных оболочек возникают фотоны малой энергии. Энергия квантов видимого света находится в диапазоне от 1,8 эВ (красный свет) до 3,0 эВ (фиолетовый свет). Соответствующие длины волн от 0,7 мкм до 0,4 мкм.

Перестройки атомных ядер, переход их из возбужденного состояния в основное сопровождается возникновением высокоэнергичного (коротковолнового) жёсткого излучения. Характерные энергии этих фотонов – от 1 до 3 МэВ, длины волн порядка 0,5·10^-4 мкм.

Известны и другие виды излучений, которые могут взаимодействовать с облучаемой средой, не вызывая ионизаций. Так, ожог – следствие переоблучения кожи в результате воздействия инфракрасного излучения на клетки эпидермиса, верхнего слоя кожи, тогда как загар – воздействие более глубоко проникающего ультрафиолетового излучения на пигмент в составе подкожной клетчатки. Отмеченное в последние годы снижение слуха у подростков – последствие акустического переоблучения. Причина выявленной в годы второй мировой войны анемии (угнетение кроветворения) у операторов мощных радиолокаторов – воздействие чрезвычайно больших доз СВЧ электромагнитного излучения. Одна из гипотез современной биофизики связывает акселерацию людей в послевоенные годы с переоблучением всего населения Земли радиоволнами.

И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в Космосе до возникновения самой Земли. Большой взрыв, с которого началось существование нашей Вселенной, произошёл около 20 млрд. лет назад. Радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого её рождения. Все животные, растения и сам Человек являются радиоактивными.

В 1895 г были открыты рентгеновские лучи Вильгельмом Рентгеном в Вюрцбурге. В 1901 г. он получил за это открытие Нобелевскую премию.

В 1896 Анри Бенккерель обнаружил потемнение фотопластинок, на которых лежали соли урана. В 1898 году Мария Кюри и Пьер Кюри обнаружили, что уран превращается в другие элементы. Один их них они назвали полонием (в честь Польши), другой – радием. По-латыни это слово означает «испускающий лучи». В 1903 году все трое были удостоены Нобелевской премии по физике за открытие радиоактивности.

За открытие наведенной радиоактивности, аннигиляцию и рождение пар Нобелевская премия 1935 г. (Фредерик) Именем Фредерика названа Золотая медаль Мира

Дата добавления: 2014-01-07