1. Охарактеризуйте поняття «радіоактивність », основний закон радіоактивного розпаду та величини, що його характеризують.

Радіоактивністю називається здатність нестійких ізотопів хімічних елементів самочинно перетворюватись в інші більш стійкі елементи з випромінювання альфа-, бета-, гамма-променів, а інколи і інших частинок.

Процес перетворення одного ізотопу в інший називається радіоактивним розпадом. Радіоактивне перетворення протікає самочинно та ймовірність радіоактивного розпаду _р за одиницю часу є сталою для кожного радіоактивного елементу. Відповідно, кількість актів радіоактивного розпаду dN за час dt визначається кількістю радіоактивних ядер N у даний момент часу t

Використовуючи початкову умову t=0, N=N₀ отримаємо основний закон радіоактивного розпаду:

, (3.3)

де N₀ – кількість ядер радіоактивного елементу у початковий момент часу (t=0); λ_р – коефіцієнт пропорційності, або стала радіоактивного розпаду; t – час, що пройшов від початку спостереження.

2. Які ви знаєте елементи радіоактивного розпаду та їх характеристика

3. Чим обумовлена природна радіоактивність гірських порід.

Природна радіоактивність гірських порід, в основному, зумовлена наявністю в них природних радіоактивних елементів – урану ²³⁸U і продукту його розпаду ²²⁶Ra, торію ²³²Th та радіоактивного ізотопу калію ⁴⁰K. Інші радіоактивні елементи (рубідій ⁸⁷Rb, самарій ¹⁴⁷La, лютецій ¹⁷⁶Lu та інші) характеризуються великими періодами піврозпаду, малими концентраціями в гірських породах, тому суттєвого вкладу в сумарну природну радіоактивність вони не вносять.

4. Дайте характеристику газорозрядному та сцинтиляційному лічильнику. Переваги та недоліки.

Газорозрядні лічильники. Газорозрядний лічильник представляє собою газонаповнений прилад, який забезпечує реєстрацію інтенсивності ядерних частинок за виникненням газового розряду. Газовим розрядом називають явище протікання іонізаційного струму через гази.

Основні переваги газорозрядних лічильників:

- стабільність роботи у великому діапазоні зміни температури – від -55 до +300С;

- необов’язковість стабільності напруги живлення;

- підвищена ефективність до жорсткого гамма-випромінювання при - розв’язуванні деяких геолого-промислових задач.

Недоліки газорозрядних лічильників:

- висока робоча напруга живлення (700-1600 В);

- обмежений термін роботи внаслідок розходу багатоатомних молекул на дисоціацію;

- мала максимальна швидкість рахунку.

Сцинтиляційні лічильники. Сцинтиляційний лічильник має два основних елемента: сцинтилятор, який реагує на ядерне випромінювання спалахами світла, і фотоелектронний помножувач (ФЕП), який перетворює дані слабкі спалахи світла в електричний імпульс та підсилює їх у мільйони разів.

Принцип роботи сцинтилятора полягає в наступному. Гамма-квант, який попадає в сцинтилятор, взаємодіє з його атомами (фотоефект, комптон-ефект, утворення електронно-позитронних пар), що приводить до виникнення вільних зарядів (електронів і позитронів). Даним зарядам передається або вся енергія кванта (фотоефект), або її частка (комптон-ефект, утворення пар). Енергія вільних зарядів використовується на іонізацію та збудження атомів сцинтилятора. При переході зі збудженого стану в основний атоми сцинтилятора втрачають енергію, яка отримана при збудженні, у вигляді електромагнітних коливань (світлових фотонів) – люмінесценції.

Основні переваги сцинтиляційних лічильників:

- висока чутливість (ефективність);

- велика роздільна здатність;

- здатність розділяти частинки за їх енергіями та вимірювати їх, тобто проводити спектрометрію радіоактивних променів.

Недоліки сцинтиляційних лічильників:

- висока чутливість до зміни температури навколишнього середовища;

- підвищені вимоги до стабільності напруги живлення;

- великий розкид параметрів фотопомножувачів і зміна характеристик та параметрів фотопомножувачів у процесі їх роботи.