Тестові завдання для самоконтролю знань:

1. Як називають промені з довжиною хвилі (λ) від 50 до 0,01 нм: а) ультрафіолетові; б) гамма-промені; в) рентгенівські промені.

2. У чому виражається лінійна передача енергії в системі СІ: а) кюрі; б) рад; в) грей; г) джоулі; д) рентген.

3. Найбільшу проникність і здатність пронизувати тканини живого організму має: а) β-випромінювання; б) α-випромінювання; в) γ-випромінювання.

4. Промені, які виникають штучно в результаті гальмування заряджених частинок в електричному полі, яке й генерує це електромагнітне випромінювання: а) ультрафіолетові; б) гамма-промені; в) рентгенівські; г) бета-промені; д) альфа-промені.

5. Який вид випромінювання характерний лише для елементів з порядковим номером в періодичній системі Д.І. Менделєєва більшим за 82: а) бета-; б) гамма-; в) альфа-.

6. Нестабільні елементарні частинки, маса яких більша за масу електрона, але менша від маси протона: а) ізотопи; б) мезони; в) мюони; г) нейтрони.

7. Який тип іонізуючого випромінювання представлений сукупністю змінних станів електричного й магнітного полів, які поширюються довкіллям у вигляді хвиль: а) некорпускулярне; б) корпускулярне.

8. Які елементарні частинки виявляють у космічних променях: а) ізотопи; б) мезони; в) мюони; г) нейтрони.

9. Які кванти можуть викликати комптон-ефект: а) бета-; б) гамма-; в) альфа-.

10. Скільки протонів має ²³⁸U: а) 90; б) 92; в) 146; г) 143.

Тема: Радіоактивний розпад. Радіонукліди. Радіоактивність.

Мета: Ознайомитися з особливостями радіонуклідів та їх радіоактивним розпадом, проаналізувати характер різних типів радіоактивного розпаду, розкрити поняття про радіоактивність та з’ясувати одиниці її вимірювання в системі СІ.

Основні поняття та терміни: радіонукліди, радіоактивний розпад, α-частинка, альфа-розпад, бета-розпад, електронний і позитронний бета-розпади, радіоактивність, питома радіоактивність, масова та об’ємна питома радіоактивність.

Перелік питань для самоконтролю знань:

1. Що таке радіонукліди? Навести приклади.

2. Охарактеризувати типи ядерних перетворень (альфа-, бета- й гамма-розпад).

3. Охарактеризувати радіоактивність, одиниці її виміру.

Довідковий матеріал

Ядра ізотопів певних хімічних елементів утворюють групу нуклідів. Деякі нукліди зберігають стабільний стан, тобто без впливу зовнішньої дії вони ніколи не зазнають перетворень. Однак більшість нуклідів є нестабільними і періодично перетворюються в інші нукліди. Вони мають назву радіонукліди.

Процес перетворення радіонуклідів називається радіоактивним розпадом. Для прикладу розглянемо особливості процесу радіоактивного розпаду атома ²³⁸U, в ядрі якого протони і нейтрони ледве утримуються силами внутрішнього зчеплення. Час від часу від атома ²³⁸U відривається компактна група з чотирьох частинок: двох протонів і двох нейтронів. Таку групу називають α-частинкою, а процес відокремлення альфа-розпадом або альфа-випромінюванням. При цьому ²³⁸U перетворюється у торій-234 (²³⁴Th), проте й він нестабільний. Однак трансформація ²³⁴Th відбувається дещо інакше: один з нейтронів ядра змінюється на протон. Водночас один електрон втрачає пару і вилітає з атома. Такий процес називають бета-розпадом або бета-випромінюванням. Розрізняють електронний і позитронний бета-розпади. Під час таких розпадів виникає ядро нового хімічного елементу, який займає відповідно попереднє або наступне місце у таблиці Менделєєва. У нашому випадку – це протактиній-234 (²³⁴Ра).

Кожний альфа- або бета-розпад супроводжується звільненням енергії, яка передається далі у вигляді короткохвильового електромагнітного випромінювання. Нестабільний радіонуклід стає настільки збудженим, що викидає порцію чистої енергії і при цьому не втрачаються будь-які його частинки. Спостерігається лише виділення γ-фотона у процесі гамма-випромінювання. Далі з ²³⁸U відбуваються інші перетворення, що супроводжуються альфа-, бета- і гамма-випромінюванням. Весь цей довгий ланцюг радіоактивних перетворень закінчується стабільним нуклідом свинцю.

Деякі радіонукліди перебувають у нестабільному стані, однак по-різному. Наприклад, ²³⁴Ра розпадається майже миттєво, а ²³⁸U, навпаки, дуже повільно. Його період напіврозпаду, тобто час, за який половина атомів ²³⁸U перетворяться у ²³⁴Th, становить близько 4,5 млрд років.

Інтенсивність радіоактивного розпаду або кількість альфа-, бета- й гамма-розпадів упродовж секунди називають радіоактивністю. Одиницею вимірювання радіоактивності в системі СІ є бекерель (Бк), що дорівнює одному розпаду за секунду. Досить часто використовують позасистемну одиницю кюрі (Кі), яка відповідає активності 1 г радону-226 (²²⁶Ra) (1 Кі = 3,7 × 1010 Бк).

Характерним показником радіаційної небезпеки контрольованої речовини чи матеріалу є питома радіоактивність. Цей параметр використовують як головний критерій забрудненості продуктів харчування, питної води, ґрунту, будівельних матеріалів, сировини і продукції промислових підприємств. Виділяють три типи радіоактивності:

• питома – Кі/км², Бк/кг;

• об’ємна – Кі/л, Бк/л;

• поверхнева – Бк/м²(Кі/м²).