Справочно-информационный материал

Радиоактивность – свойство ядер определённых элементов само­произвольно превращаться в ядра других элементов с испусканием особого рода излучения, называемого радиоактивным.

Само явление называется радиоактивным превращением.

Ионизирующее излучение – излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разного знака. Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фотоны.

Основной закон радиоактивного распада устанавливает: за равные промежутки времени распадается одинаковая доля наличных (т.е. ещё не распавшихся к началу данного промежутка) ядер данного элемента.

Эта доля характеризуется постоянной распада, которая зависит только от природы элемента.

По этому закону можно определить, какое количество ядер распадается за данный промежуток времени и количество не распавшихся активных ядер.

Практически скорость распада различных элементов характеризуется периодом полураспада Т¹/₂. Это время, в течение которого распадается половина исходного числа радиоактивных ядер. Период полураспада элементов различается в широких пределах от миллионов лет (U₂₃₈) до долей секунды (Li₈).

При практическом использовании источников радиоактивного излучения основное значение имеет общее число распадов происходящее в источнике в единицу времени. Эта величина называется активностью данного источника. Активность элемента пропорциональна массе изотопа и обратно пропорциональна его периоду полураспада. За единицу активности радиоактивного вещества принимается беккерель – один распад в секунду. Внесистемная специальная единица активности – Кюри (1 Кюри = 3,7·10¹⁰ Беккерель).

Виды ионизирующего излучения.

Существует несколько видов ионизирующего излучения (α-, β-, γ-, рентгеновское, нейтронное, протонное).

Характеристика ионизирующего излучения.

1. α-излучение.

Альфа-распад характерен для естественных радиоактивных элементов с большими порядковыми номерами, например, урана радия, α-частицы представляют собой ядра атомов гелия с атомной массой равной 4, зарядом равным +2. Обладая относительно большой массой и зарядом, α-частицы имеют незначительную проникающую способность. Так, для α-частиц с энергией 4 МЭВ длина пробега в воздухе составляет – 2,5 см, в биологической ткани – 31 мкм, в алюминии – 16 мкм.

α-частицы обладают высокой ионизирующей способностью. При взаимодействии с биологической тканью α-частица с энергией 5,3 МЭВ вызывает образование 10 пар ионов на микрометр. Следовательно, α-излучение представляет большую опасность как источник внутреннего облучения.

2. β-излучение (электронное и позитронное).

β-распад характерен как для естественных, так и для искусственных радиоактивных элементов.

При β-распаде ядро элемента испускает электрон или позитрон, т.е. β-частицы невелики по массе и составляют ¹/₁₈₄₀ от массы протона, а их заряд равен +1 или –1. β-частицы обладают более высокой проникающей способностью. Для β-частиц с энергией 1 МЭВ, длина пробега в воздухе составляет 17,8 м, в биологической ткани – 2,6 м, в алюминии – 9,8 мм.

Ионизирующая способность у β-частиц меньше, чем у α-частиц, удельная плотность ионизации, создаваемая β -частицами примерно в 1000 раз меньше, чем для α-частиц той же энергии.

Защиту от β-излучения осуществляют с помощью материалов с малой молекулярной массой (бериллий, алюминий).

3. рентгеновское и γ-излучение.

γ-излучение представляет собой поток электромагнитных волн. Возникает γ-излучение при различных видах радиоактивного распада (α-, β-распад, К-захват). γ-излучение характеризуется большой проникающей способностью (сотни метров воздухе), биологическую ткань пронизывает насквозь. Ионизирующая способность γ-излучения невелика.

Защита от γ-излучения осуществляется экранами из бетона, свинца, железобетона.

Рентгеновское излучение также представляет собой поток электромагнитных волн. Возникает рентгеновское излучение при некоторых видах радиоактивного распада, при работе электронно-лучевых трубок (процесс выбивания электронов с катода к аноду).

Существует два вида рентгеновского излучения:

1. Тормозное (возникает при торможении электронов у анода).

2. Характеристическое (возникает при переходе электрона с одной орбиты на другую).

Проникающая и ионизирующая способность рентгеновского и γ-излучения примерно одинакова.

При использовании радиоактивных веществ в результате несоблюдения мер радиационной безопасности могут возникать различные нарушения в состоянии здоровья.