10. Порівняльна проникаюча здатність різних видів випромінювання в повітрі і в біологічних об’єктах

Основною властивістю іонізуючого випромінювання є його всепроникаюча здатність.

Під час роботи з радіоактивними елементами значення має не їх маса, а кількість ядер, що розпадаються за секунду. Час, протягом якого кількість ядер внаслідок самочинних перетворень зменшується вдвічі, називається періодом напіврозпаду. Період напіврозпаду для різних ізотопів коливається від долі секунди до багатьох мільярдів років.

При випромінюванні радіоактивних речовин середовище (об’єкт) поглинає відповідну кількість енергії, тому зміни, що будуть в ньому відбуватися, залежать від кількості поглинутої їм енергії та маси. Позасистемна одиниця поглинутої дози – рад.

На організм людини різні види іонізуючого випромінювання навіть при однаковій поглинутій дозі будуть чинити різну біологічну дію. Тому для оцінки ступеня опромінення людини необхідно знати не лише поглинуту дозу, а й вид випромінювання.

Для оцінки біологічної дії радіації на організм людини вводиться поняття еквівалентної дози, що визначається як добуток поглинутої дози на коефіцієнт якості даного випромінювання. Одиницею еквівалентної дози є бер (біологічний еквівалент рада).

Одиницею експозиційної дози, яку використовують для кількісної оцінки іонізуючої дії є рентген (Р).

Іонізуюче випромінювання, проходячи через біологічні тканини, викликає їх іонізацію, призводить до утворення позитивних і негативних іонів, до складних функціональних і морфологічних змін. Молекули води, що входять до складу організму розпадаються утворюючи вільні атоми та радикали, які мають велику окислювальну здатність. Вільні радикали пошкоджують тканини і порушують нормальні біохімічні процеси у живій тканині.

Певні радіоактивні речовини вибірково діють на організм, тому чутливість різних органів до дії опромінення неоднакова. У зв’язку з цим введено таке поняття як критичний орган.

Радіоактивні речовини виводяться з організму через шлунково-кишковий тракт, нирки, дихальні шляхи, шкіру, а також через молочні залози. Залежно від періоду піврозпаду деякі речовини швидко виводяться, інші - повільно, утворюючи так зване депо. Наприклад, радій і стронцій накопичуються у кістковій тканині, полоній - у печінці, селезінці, плутоній – у кістках, легенях і ін.

11. Типи радіоактивного розпаду

Е. Резерфорд експериментально встановив ( 1899), що солі урану випускають промені трьох типів, які по-різному відхиляються в магнітному полі :

• промені першого типу відхиляються так само, як потік позитивно заряджених частинок; їх назвали α-променями;

• промені другого типу зазвичай відхиляються в магнітному полі так само, як потік негативно заряджених частинок, їх назвали β-променями (існують, проте, позитронні бета-промені, що відхиляються в протилежну сторону);

• промені третього типу, які не відхиляються магнітним полем, назвали γ-випромінюванням.

Альфа-розпад

α-розпадом називають мимовільний розпад атомного ядра на дочірнє ядро і α-частинку.α-розпад, як правило, відбувається у важких ядрах з масовим числом 140 (хоча є кілька винятків).

Бета-розпад

Беккерель довів, що β-промені є потоком електронів. β-розпад - це прояв слабкої взаємодії.β-розпад (точніше, бета-мінус-розпад, β - -Розпад) - це радіоактивний розпад, що супроводжується випусканням з ядра електрона і антинейтрино.β-розпад є внутрінуклонним процесом. Він відбувається внаслідок перетворення одного з d-кварків в одному з нейтронів ядра в u-кварк, при цьому відбувається перетворення нейтрона в протон з

Гамма-розпад (ізомерний перехід)

Майже всі ядра мають, крім основного квантового стану, дискретний набір збуджених станів з більшою енергією .Збуджені стани можуть заселятися при ядерних реакціях або радіоактивному розпаді інших ядер. Більшість порушених станів мають дуже малі часи життя (менше наносекунди). Однак існують і досить довгоживучі стану (чиї часи життя вимірюються мікросекунд, цілодобово або роками), які називаються ізомерних, хоча межа між ними і короткоживучими станами вельми умовна. Ізомерні стану ядер, як правило, розпадаються в основний стан (іноді через кілька проміжних станів). При цьому випромінюються один або кілька гамма-квантів; збудження ядра може зніматися також за допомогою вильоту конверсійних електронів з атомної оболонки. Ізомерні стани можуть розпадатися також і за допомогою звичайних бета-і альфа-розпадів.