1.Состав: состоит из положительно заряженных протонов и нейтронов. Изотопы – ядра с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов. Характеристика: Заряд. Число протонов в ядре Z определяет его электрический заряд. Зарядовым числом Z полностью определяется химический элемент. Масса. Из разницы в числе нейтронов A-Z изотопы элемента имеют разную массу М (A, Z), измеряется масса в атомных единицах массы(а.е.м). для определения массы ядра нужно из массы атома вычесть сумму масс всех электронов. Радионуклиды. Радионуклиды, нуклиды, ядра которых радиоактивны. Различают альфа-радионуклиды; бетта-радионуклиды; радионуклиды, ядра которых распадаются по типу электронного захвата; и радионуклиды, ядра которых подвержены спонтанному делению.

2.А́томное ядро́ — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %). Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относится атом. Размеры ядер различных атомов составляют несколько фемтометров, что в более чем в 10 тысяч раз меньше размеров самого атома. Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия.

Из-за разницы в числе нейтронов изотопы элемента имеют разную массу , которая является важной характеристикой ядра. В ядерной физике массу ядер принято измерять в атомных единицах массы (а. е. м.), за одну а. е. м. принимают 1/12 часть массы нуклида 12C[сн 2]. Следует отметить, что стандартная масса, которая обычно приводится для нуклида — это масса нейтрального атома. Для определения массы ядра нужно из массы атома вычесть сумму масс всех электронов (более точное значение получится, если учесть еще и энергию связи электронов с ядром). Масса ядра всегда меньше суммы масс составляющих его нуклонов.

Энергия связи ядра – минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны).

Для того, чтобы разделить ядро на составные нуклоны, нужно затратить определенную минимальную энергию W, называемую энергией связи. При этом покоящееся ядро с массой М переходит в совокупность свободных покоящихся протонов и нейтронов с суммарной массой Zmp + Nmn. Энергия покоящегося ядра Мс2

Удельной энергией связи ядра называется энергия связи, приходящаяся на один нуклон Есв/А.

Удельная энергия связи не является постоянной величиной для различных ядер, т.е. прочность связи нуклонов в различных ядрах различна.

. Удельная энергия связи ядер с массовым числом А > 100 уменьшается и для урана составляет 7,6 МэВ.

В легких ядрах удельная энергия связи уменьшается с уменьшением числа нуклонов в ядре.

Максимальное значение удельной энергии связи приходится на ядра а минимальное – на ядра

3. Ядерные силы - силы, действующие между нуклонами, представляют собой проявление сильного взаимодействия - одного из фундаментальных взаимодействий элементарных частиц.

Свойства:а)Ядерные силы являются короткодействующими.Их радиус действия имеет порядок 10-15м.На расстояниях, существенно больших 10-15м, притяжение нуклонов сменяется отталкиванием.

б)Сильное взаимодействие не зависит от заряда нуклонов.Ядерные силы, действующие между протоном и нейтроном, двумя протонами или двумя нейтронами, имеют одинаковую величину.Это свойство называется зарядовой независимостью ядерных сил.

в)Ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов нуклонов.Так, например, нейтрон и протон удерживаются в ядре атома дейтерия только в том случае, если их спины параллельны друг другу.

г)Ядерные силы не являются центральными.Их нельзя представить направленными вдоль прямой, соединяющих центры взаимодействующих нуклонов.Нецентральность ядерных сил вытекает, в частности, из того факта, что они зависят от ориентации спинов нуклонов.

д)Ядерные силы обладают свойством насыщения(это означает что каждый нуклон в ядре взаимодействует с ограниченным числом нуклонов).Насыщение проявляется в том, что удельная энергия связи нуклонов в ядре с увеличением числа нуклонов не увеличивается, а остаётся примерно постоянной.Кроме того, на насыщение ядерных сил указывает пропорциональность размеров ядра количеству нуклонов в нём.

4. Радиоактивность—самопроизвольное превращение атомных ядер некоторых химических элементов, приводящее к изменению их атомного номера и массового числа. Ядра, которые претерпевают эти изменения, называются нестабильными.

Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце. Открыт Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом. N=N₀e^-tN_0—число ядер(начальное)N—число ядер(оставшихся на момент времени t)—постоянная радиоактивного распада.

Время, за которое распадается половина первоначального количества ядер называется ПЕРИОДОМ ПОЛУРАСПАДА.

ПОСТОЯННАЯ РАСПАДА (λ) — статистическая вероятность распада атома за единицу времени;П. р. — величина постоянная для каждого радиоактивного изотопа и одна из основных его характеристик

5. Активностью радиоактивного вещества называется число ядер, распавшихся в единицу времени. [A]=1Бк=1распад/сек

Удельная- активность, приходящ. на ед.массы источника.(Бк/кг )

Объемная- активность, приход. на ед.объма источника (Бк/м³)

Поверхностная- активн, приход. на ед.площади источника. ((Бк/м²))

6. Основные закономерность –распада.–распад это испускание некоторыми элементами -частиц, которые являются ядрами гелия . –распады характерны для тяжёлых ядер с А>200 Z>82.

Главные характер.–радиоактивн. ядер и испускаемых ими -частиц явл период полураспада, кинетическая эн-ия и пробег.

Особенности –распада: Для всех альфа-радиоактивн эл-тов 3 радиоактивн семейств период полураспада альфа-радиоакт ядра и энергия испускаемой им альфа-частицы связаны соотношением.

7.Бе́та-распа́д — тип радиоактивного распада, обусловленного слабым взаимодействием и изменяющего заряд ядра на единицу. При этом ядро может излучать бета-частицу (электрон или позитрон). В случае испускания электрона он называется «бета-минус» (β − ), а в случае испускания позитрона — «бета-плюс-распадом» (β + ).

В β − -распаде слабое взаимодействие превращает нейтрон в протон, при этом испускаются электрон и антинейтрино:

На фундаментальном уровне (показанном на Фейнмановской диаграмме) это обусловлено превращением d-кварка в u-кварк с испусканием W-бозона.В β + -распаде протон превращается в нейтрон, позитрон и нейтрино:

8. Га́мма-излуче́ние (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — < 5×10−3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер, при ядерных реакциях, а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических полях.

Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10−2 до 103 Å (от 10−12 до 10−7 м).

9) Взаимодействие Альфа-излучения с веществом. По сравнению с другими частицами альфа-частицы являются физически и электрически достаточно большими, состоящими из четырех нуклонов и двух положительных зарядов. Во время движения альфа-частиц через поглотитель, они воздействуют электрическими силами на орбитальные электроны атома поглотителя. Орбитальные электроны переводятся на более высокие энергетические оболочки или покидают атом, образуя ионные пары. Альфа-частицы могут передавать большое количество энергии поглотителю при малой длине пробега и производить большое количество ионных пар. Например, альфа-частица с энергией 3.5 МэВ имеет пробег приблизительно 20 мм и производит около сто тысяч пар ионов в воздухе. Альфа-частица с такой же энергией пройдет в биологической ткани приблизительно 0.03 мм (или 30 мкм). Альфа-частицы являются наименее проникающим излучением. 

10) Взаимодействие Бета-излучения с веществом. По сравнению с альфа-частицами, бета-частицы очень маленькие. Они обладают одним отрицательным элементарным зарядом и практически незначительной массой. На самом деле, они идентичны орбитальным электронам атомов поглотителя и то что их заряды идентичны может вызвать непосредственную ионизацию путем отталкивания орбитальных электронов от атома. То, что бета-частицы вызовут непосредственную ионизацию вдоль их траектории гораздо менее вероятно, чем при прохождении альфа-частиц, поэтому их проникающая способность больше, чем у альфа-частиц с такой же энергией. Так, бета-частица с энергией 3.5 МэВ пройдет приблизительно 11 м в воздухе и 17 мм в биологической ткани.

11. Взаимодействие рентгеновского и гамма излучения с веществом.

Взаимодействие γ- излучений с веществом сопровождается передачей энергии γ-квантов электронам.При взаимодействии γ-излучений с веществом могут наблюдаться эффекты:

Фотоэффект – характеризуется выбиванием электрона из атома поглощающего вещества и данному электрону сообщается кинетическая энергия.

Комптон эффект

Энергия фотона и энергия электрона отдачи.Эффект образования пар

12. Закон ослабления рентгеновского и гамма – излучения.

При прохождении через различные вещества в результате взаимодействия с атомами среды, интенсивность излучения уменьшается.

- коэффициент ослабления - это величина определяющая относительное уменьшение интенсивности излучения в результате его прохождения через поглощающий слой в 1м.

Слоем половинного ослабления называется такая толщина поглощающей среды при прохождении которой интенсивность излучения уменьшается в 2 раза.

гамма излучение 1.25 Мэв

свинец Δ½=8мм

железо Δ½=16мм

Линейный коэффициент ослабления m' зависит от максимальной энергии излучения Еmax и свойств вещества - поглотителя.

13. Дозы ионизирующих излучений.

Основаны на взаимодействии ионизирующих излучений с веществом.

Доза – количество переданной энергии излучения какому-либо веществу.

1. Экспозиционная доза – вводиться для воздуха – называется доза γ или рентгеновского излучения при поглощении которого в воздухе создаётся определённое количество пар ионов. [Д_э]=1 Кл/кг.

Внесистемная Р(рентген)

1Кл/кг = 3879 Р

Мощность экспозиционной дозы – доза которая возникает в воздухе в единицу времени.

[Р_э]=Р/с, Р/ч, мкР/ч.

Поглощённая доза - энергия любого вида излучения, поглощённая единицей массы облучаемого вещества.

[Д_э]=1 Гр(Грэй) = 1Дж/кг = 100 Рад

Рад – радиационная адаптированная доза 1 Гр = 100 Рад.

14.Весовые множители различных излучений. Эквивалентная доза.

Эквивалентная доза (Н). Для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности введено понятие эквивалентной дозы Н, равной произведению поглощенной дозы D_r, созданной облучением - r и усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на весовой множитель w_r (называемый еще - коэффициент качества излучения).

   Единицей измерения эквивалентной дозы является Джоуль на килограмм. Она имеет специальное наименование Зиверт (Зв).

!!!!Весовые множители различных ищлучений:

Фотоны всех энергий = 1

Электроны и мюоны всех энергий = 1

Нейтроны с энергией< 10Кэв = 5

Нейтроны от 10 до 100 КэВ = 10

Нейтроны от 100КэВ до 2 МэВ = 20

Нейтроны от 2МэВ до 20МэВ = 10

Нейтроны > 20 МэВ = 5

Протоны с энергией > 2 МэВ(кроме протонов отдачи) = 5

Альфа-частицы, осколки деления и тяжелые ядра = 20

15. Тканевые весовые множители. Эффективная доза. Коллективная эквивалентная доза.

W (щитовидная железа, мочевой, печень, пищевод, грудные) = 0,05

w (лёгкие, костный мозг, кишечник, желудок) = 0,12

w (половые органы) = 0,2

_W (кожа, кости) = 0,01

W(остальное) = 0,05

w(весь организм) = 1.

Доза эффективная эквивалентная. величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности.

[Д_эф] = Д_эк *w

Коллективная эквивалентная доза.

Величина, полученная путем умножения, числа лиц, подвергшихся облучению от данного источника излучения, на величину эффективной эквивалентной дозы

Дкэф= Д_эк *w*число людей.

17.Химическое действие ионизирующих излучений на молекулы.

Ядерное излучение любого вида, проникая в вещество, рано или поздно им поглощается. При этом энергия излучения передается веществу, вызывая в нем целый каскад интересных и сложных явлений, сопровождающихся озникновением свободных электрических зарядов, вспышками света, повышением температуры облучаемого вещества, разрушением исходных молекул и возникновением новых. Попадание быстрых частиц в ядро может привести к глубоким изменениям в нем - вызвать ядерную реакцию, превращение одних атомов в другие. Вероятность столкновения частиц с электронной оболочкой или с ядром зависит от природы частиц и их энергии. Для тех видов излучений, которые представляют интерес для радиационной химии (кроме нейтронов) при энергии от долей до десятков МэВ, преобладают столкновения с электронной оболочкой, а не с ядром. Именно столкновения с электронной оболочкой атомов и молекул приводят к радиационно-химическим превращениям.