10.Понятие о радиоактивности. Типы ядерных превращений

Радиоактивность – самопроизвольное превращение одних атомов в другие с испусканием корпускулярного и(или) электромагнитного излучения. Открытие Анри Беккерелем 1 марта 1896г. Радиоактивность бывает естественная (-в природе) и искусственная (- аналогичные процессы, происходящие в искусственно полученных в-вах через соответствующие ядерные реакции).

Ядерные превращения: 1) Корпускулярные – имеют массу и заряд. Делятся на 3 группы: поток легких заряженных частиц (е, позитроны), поток тяжелых заряженных частиц (протоны, дейтроны, α-частици) и нейтроны. 2)Электромагнитные – лишены массы и заряда и существуют только в движении.

α –излучение- поток + заряженных частиц( дважды ионизированных атомов гелия). Масса покоя – 4,003 а.е.м. Заряд + = 4,8*10в 10степени. Скорость движения = скорости света(0,08). Путь пробега: 2-11см в воздухе, 5-100микрон в биологических тканях. Способность к ионизации – 250тыс. пар ионов. α-распад имеет место при недостатке нейтронов или избытке протонов. При распаде масса снижается на 4, заряд на 2, смещение на 2 клетки влево.

β- излучение – это е или позитроны ядерного происхождения. Масса покоя – 0,00055 а.е.м. Заряд + или - = 4,8*10в 10степени. Скорость движения – 2,9*10в 10 степени. Путь пробега: 2-25м в воздухе, 0,8см в биологических тканях. Способность к ионизации – 1000-25000тыс. пар ионов. β-распад – если число нейтронов превышает заданное. При распаде увеличивается количество протонов и уменьшается количество нейтронов. Возможны 3 варианта β-распада: 1. Электронный- нейтрон превращается в протон, из ядра испускается е. При этом заряд увеличивается на 1, масса не изменяется, смещение элемента на 1 клетку вправо. 2.Позитронный – протон превращается в нейтрон. Масса не изменяется, заряд уменьшается на 1, сдвиг влево на 1 клетку. 3. К-захват – это захват протоном электрона из к-уровня. В результате протон превращается в нейтрон.

γ- излучение – электромагнитное излучение ядерного происхождения. Масса покоя – 0 а.е.м. Заряд - 0. Скорость движения – 3*10в 10 степени. Путь пробега: 150м в воздухе, в биологических тканях огромный. Способность к ионизации – 10-250 пар ионов.

11.Взаимодействие альфа и бета излучений с веществом. Способы их обна-ружения и регистрации.

Взаимодействие – это те физико-химические процессы, которые возникают в в-ве при прохождении через него излучения. Выделяют упругое и неупругое. При упругом – суммарная Екин частиц до взаимодействия равна суммарной Екин после их взаимодействия. При неупругом – часть Екин расходуется на ионизацию и возбуждение атомов, возбуждение ядер, расщепление ядер или тормозное излучение.

Взаимодействие α-излучения: 1) неупругое с орбитальными е, следствие – ионизация и возбуждение атомов. 2) упругое рассеяние на атомных ядрах, следствие – изменение направления. 3)неупругое с атомными ядрами, следствие – α-частица проникает в ядро атома, образуется промежуточное возбужденное ядро, которое распадается с испусканием заряженных частиц(нейронов и γ-квантов). На практике взаимодействие используется для получения нейронов в радиоизотопных источниках.

Взаимодействие β-излучения: 1) неупругое с орбитальными е, следствие- ионизация и возбуждение среды. 2) упругое рассеяние на атомных ядрах, следствие – изменение направления движения. 3)неупругое с атомными ядрами, следствие – возникновение тормозного излучения.

Способы обнаружения и регистрации излучений.

Система для регистрации излучений состоит из 2х частей: 1.Детектора (он является чувствительным элементом в котором происходит взаимодействие излучений с системой) 2. Измерительной аппаратуры (она воспринимает сигнал с выхода детектора и выполняет ф-и, необходимые для производства измерений).

В зависимости от режима работы системы делят на: 1. Импульсные (когда на выходе детектора имеется серия отдельных, разрешенных во времени сигналов) 2. Интегрирующие (когда измеряется непосредственно некоторый средний эффект, обусловленный попаданием в детектор множества ядерных частиц).

Методы регистрации излучений основаны на использовании эффектов взаимодействия ИИ с в-ми : 1) первичные – ионизационные(основаны на способности ИИ производить ионизацию и возбуждение атомов и молекул среды); - сцинтилляционные (основаны на способности ИИ вызывать возбуджение атомов молекул некоторых в-в. 2) вторичные – фотографический метод (ИИ вызывает почернение фотопластинки); химический ( основан на изменении окраски р-ов, их прозрачности); калориметрический (основан на измерении тепловой энергии).

12.Прогнозирование поступления радионуклидов в корма. Использование кормовых угодий, загрязненных радионуклидами. Методика прогнозирования основывается на коэффициентах перехода радионуклидов из почвы в урожай различных культур из расчета на 1 Ки/км2, которые дифференцированы в зависимости от типа и гранулометрического состава почв, содержания обменного калия и реакции почвы, а также результатов агрохимического и радиологического обследования почв, представленные в виде агрохимических паспортов и совмещенных картограмм загрязнения почв цезием-137 и стронцием-90 в границах хозяйств с принятыми градациями. Для прогноза уровня загрязнения конкретной культуры радионуклидами цезия или стронция необходимо коэффициенты перехода, рассчитанные для плотности загрязнения почв 1Ки/км2 , умножить на величину плотности загрязнения почвы. Полученный результат будет соответствовать загрязнению растениеводческой продукции, выращенной на конкретном поле без проведения дополнительных защитных мероприятий, направленных на снижение перехода радионуклидов из почвы в растения. В настоящее время применяются две единицы радиоактивности бекерель (Бк) и кюри (Ки), 1Ки – 3,7. 10-10 Бк или н Ки (1 .10-9) Ки = 37 Бк. Например, плотность загрязнения почвы по цезию-137 на поле, где выращиваются многолетние злаковые травы, составляет 10 Ки/км2 при содержании обменного калия 150 мг/кг почвы. Значение коэффициента пропорциональности (удельная радиоактивность 1 кг продукции при плотности загрязнения почв 1 Ки/км2) равно 0,80 н Ки/кг, умножаем на 10 Ки/км2 и на коэффициент 37 (для перевода нКи в Бк). Таким образом, прогнозируемое загрязнение цезием-137 составит: 0,8.10.37 = 296 Бк/кг. Сопоставляя полученную величину с нормативной, определяем возможность использования сена. В данном случае сено может без ограничения скармливаться дойному стаду для получения цельного молока. Аналогичным образом делаются расчеты для прогноза содержания стронция-90 в сельскохозяйственных культурах. При этом учитывается уровень кислотности почвы. На основании прогноза решается, для чего выращивать зерновые культуры: для переработки или в пищевых целях. Особенно важен прогноз при производстве зерновых культур для переработки в пищевых целях, возделывания столового картофеля, также использования пастбищ для дойного стада на почвах, загрязненных стронцием-90. Примером использования результатов прогноза являются вышеприведенные ограничения плотности загрязнения почв радионуклидами для производства продовольственных и кормовых культур. В случаях, когда скот выпасается на естественных кормовых угодьях, где невозможно получать молоко и мясо с допустимым содержанием цезия-137 из-за высокого содержания радионуклидов в корме, весьма эффективным является введение в рацион животных цезий-связывающих препаратов на основе берлинской лазури. По данным исследований НИИ радиологии, применение ферроцианидов в форме болюсов, соли-лизунца и в составе комбикорма позволяет в 4–7 раз снизить концентрацию радиоцезия в мышечной ткани животных при откорме на мясо и в 2–5 раз уменьшить его поступление из корма в молоко. Ферроциновые препараты предназначены в основном для крупного рогатого скота в частном секторе, где для выпаса скота чаще используются естественные кормовые угодья.

13.Градуировка радиометрических приборов с помощью эталонных источников. Требования, предъявляемые к эталону. Радиометрические приборы – радиометры – предназначены для измерения активности радиоактивных в-в, плотности потока ионизирующих излучений, удельной и объемной активности газов, жидкостей, аэрозолей, различных объектов внешней среды, продуктов раст. и жвотн. происхождения, а так же удельной и поверхностной активности.

Градуировка – определение точности и эффективности счета радиометра. Для градуировки радиометров применяют эталонные счетчики – радиоактивные препараты с точно известной активностью. Для градуировки используют эталонные препараты, имеющие тот же радионуклеидный состав, что и исследуемые препараты. При проведении радиохимического анализа проб из объектов ветеринарного надзора для определения удельной радиоактивности по Sr, Cs, Po, I градуируют приборы при помощи стандартных эталонных источников выпускаемы ВО «Изотоп» или используют эталоны приготовленные в лаборатории из образцовых радиоактивных растворов этих изотопов.

Требования, предъявляемые к эталону: 1) эталоны должны иметь ту же форму и размеры, что и измеряемые пробы. 2)Если мы измеряем естественную радиоактивность в радиоактивных препаратах, то в качестве эталона выбирают радионуклид К40. 3)Если измеряем искусственную радиоактивность, то в качестве эталона выбирают тот нуклид, который содержится в исследуемой пробе.