9.1. Радиоактивность

Радиоактивность – явление распада ядер изотопов некоторых элементов. Термин «радиоактивность» ввела в науку Мария Кюри – полька, ставшая за исследование этого явления, открытие новых химических элементов дважды лауреатом Нобелевской премии.

Радионуклиды – это изотопы некоторых химических элементов, ядра которых способны самопроизвольно распадаться с образованием других элементов и выделять при этом или протоны или/и альфа-частицы, или/и бета-частицы или/и испускать гамма-лучи (наряду с этим изотопы некоторых элементов могут распадаться и с выделением нейтронов и других элементарных частиц).

Ионизирующее излучение – излучение, которое создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе.

Естественный радиационный фон – доза излучения, создаваемая космическим излучением в совокупности с излучением, создаваемом природными радионуклидами.

Техногенно-измененный радиационный фон – естественный радиационный фон, изменившийся в результате деятельности человека (изменяется лишь в сторону возрастания).

Эффективная доза – величина воздействия ионизирующего излучении, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения (заболеваний) в организме человека или отдельных его органов.

Радиационная авария – потеря управления источником ионизируещего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями персонала, стихийными катаклизмами, актами террора или иными причинами, которые привели или могли привести к облучению людей и радиоактивному загрязнению окружающей среды.

Период полураспада – это время, за которое распадается половина всех радионуклидов данного вещества.

Поглощенная доза – количество энергии излучения, поглощенное единицей массы тела.

Эквивалентная доза – поглощенная доза, скорелированная с учетом того, что различные продукты распада ядер, попадая в организм, приводят к различным по силе разрушающим воздействиям на него. Так, одно и то же количество энергии, выделенное альфа-частицами более опасно, чем гамма-лучами.

Экспозиционная доза – это часть энергии гамма-квантов, преобразовавшаяся в кинетическую энергию, приобретенную молекулами воздуха при столкновении с этими гамма-квантами. Именно такие активные молекулы и воздействуют, в основном, на человека в его жилище, на улице, в поле, в лесу.

9.2. Физическая сущность радиации

Как уже отмечено выше, радиация – это явление распада ядер изотопов. Напомним, что ядро атома состоит из положительно заряженных частиц – протонов, и частиц, не имеющих заряда, - нейтронов. Число протонов в ядре и определяет общий заряд ядра и порядковый номер элемента в периодической системе, т.е. его химическую индивидуальность.

Число нейтронов в ядре атома одного и того же химического элемента может быть различным. Это приводит к тому, что масса ядра, при одном и том же заряде, может быть различной. Атомы, у которых ядра содержат одинаковые количества протонов, но разные количества нейтронов, получили название изотопов. Чтобы отличить изотопы друг от друга к символу элемента приписывают число, равное сумме протонов и нейтронов в ядре.

Например: U²³⁸ ₉₂ U²³⁵ ₉₂

Другой прием обозначения изотопов заключается в том, что число приписывают к названию химического элемента, отделяя дефисом.

Примеры: уран-238, уран-235, иод-137, иод-131. Ядра изотопов предложено называть нуклидами, соответственно, ядра радиоактивных т.е. нестабильных изотопов – радионуклидами.

В работах ряда ученых, среди которых на первое место надо поставить Э.Резерфорда, было установлено, что излучение урана и радия сложное, состоит из альфа-, бета- и гамма-лучей. Альфа-лучи – это поток атомных ядер газа гелия. Эти ядра назвали альфа-частицами.

Бета-лучи – это поток электронов, а гамма-лучи – это поток фотонов, т.е. квантов электромагнитного поля.

Разные виды лучей сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают разной проникающей способностью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма.

Альфа-лучи, которые, как уже отмечено, представляют собой поток ядер атома гелия – сравнительно тяжелых частиц, состоящих из нейтронов и протонов, задерживаются, например, даже листом бумаги и практически не способны проникнуть через наружный слой кожи. Поэтому они не представляют опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, выпускающие частицы, не попадут внутрь организма человека, через открытую рану, с пищей или вдыхаемым воздухом. Тогда они становятся чрезвычайно опасными. Бета-лучи обладают большей проникающей способностью: проходят в ткани на глубину 1-2 см.

Проникающая способность гамма-лучей, распространяющихся со скоростью света, очень велика, их может задержать лишь толстое препятствие, например свинцовая или бетонная плиты.