1А́том^[1] — найменша, електронейтральна, хімічно неподільна частинка хімічного елемента. Атом складається з щільного ядра з позитивно заряджених протонів та електрично нейтральних нейтронів, яке оточене набагато більшою за розміром хмарою негативно заряджених електронів. Коли кількість протонів дорівнює кількості електронів, атом є електрично нейтральним; в іншому випадку він перетворюється на іон, що має певний електричний заряд. Атоми класифікують відповідно до кількості протонів та нейтронів: кількість протонів визначає хімічний елемент, а кількість нейтронів - його нуклід.\Утворюючи між собою зв'язки, атоми об'єднуються в молекули і великі за розміром тверді тіла.

2Ядро́ — центральна частина атома, в якій зосереджена основна частина маси атома (більш ніж 99,9%). Ядро має позитивнийзаряд, і саме від величини заряду ядра залежить, який хімічний елемент представлений атомом. У порівнянні з розмірами атома, який визначається радіусом електронних орбіт, розміри ядра надзвичайно малі — 10⁻¹⁵−10⁻¹⁴ м, тобто приблизно в 10-100 тисяч разів менші від розміру самого атома.

Атомне ядро ​​складається з нуклонів — позитивно заряджених протонів та нейтральних нейтронів, близьких за масою та іншими властивостями частинок, які взаємодіють між собою через сильну взаємодію.

Енергія зв’язку – це мінімальна енергія, необхідна для роз’єднання ядра на окремі нуклони. Ця енергія витрачається на виконання роботи проти дії ядерних сил притягання між нуклонами. Знайти енергію зв’язку можна, помноживши дефект мас на квадрат швидкості світла.

Відношення енергії зв’язку ядра до числа нуклонів у ядрі називаютьпитомою енергією зв’язку, тобто енергією, яка припадає на один нуклон.

3. Усі нукліди поділяють на стабільні та нестабільні. Стабільні нукліди існують нескінченно довгий час. Переважне число атомів, які нас оточують, відносяться до стабільних нуклідів. Нестабільні нукліди піддаються радіоактивному розпаду й утворюють атоми інших елементів. Наприклад, нуклід Урану-238 здатний випромінювати ядро атома Гелію й при цьому він перетворюється в атом Торію-234:

Ядерна реакція - явище перетворення ядер атомів хімічних елементів і елементарних частинок. Ядерні реакції можуть відбуватися спонтанно, або у зіткненнях частинок речовини з високою енергією. Спонтанні ядерні перетворення є причиною природноїрадіоактивності.

Як і хімічні реакції, ядерні реакції можуть бути ендотермічними й екзотермічними.

Ядерні реакції поділяються на реакції розпаду та реакції синтезу. Особливим типом ядерної реакції є поділ ядра. Терміни розпад ядра і поділ ядра означають зовсім різні типи реакцій^[Д

Першу штучно викликану ядерну реакцію спостерігав у 1919 році Ернест Резерфорд, опромінюючи альфа-частинками азот. Реакція відбувалася за схемою

.

Радіоакти́вність (від лат. radio — «випромінюю» radius — «промінь» і activus — «дієвий») — явище мимовільного перетворення нестійкого ізотопа хімічного елементу в інший ізотоп (зазвичай іншого елемента) (радіоактивний розпад) шляхом випромінювання гамма-квантів, елементарних частинок або ядерних фрагментів.

Символ, що використовується для позначення радіоактивних матеріалів

Радіоактивність відкрив у 1896 р. Антуан Анрі Беккерель. Сталося це випадково. Вчений працював із солями урану і загорнув свої зразки разом із фотопластинами в непрозорий матеріал. Фотопластини виявилися засвіченими, хоча доступу світла до них не було. Беккерель зробив висновок про невидиме оку випромінювання солей урану. Він дослідив це випромінювання і встановив, що інтенсивність випромінювання визначається тільки кількістю урану в препараті і абсолютно не залежить від того, в які сполуки він входить. Тобто, ця властивість характерна не сполукам, а хімічному елементу урану.

4/Природна радіоактивність — спонтанний розпад ядер елементів, що зустрічаються в природі.

Штучна радіоактивність — спонтанний розпад ядер елементів, отриманих штучним шляхом, через відповідні ядерні реакції.

Радіоактивність буває природною, яка спостерігається за звичайних умов, і штучною, коли радіоактивні перетворення відбуваються внаслідок зовнішнього впливу, наприклад бомбардування ядер атомів стабільних ізотопів протонами, нейтронами, іншими частинками або ядрами атомів хімічних елементів. За фізичною суттю вони не відрізняються один від одного — механізм радіоактивних перетворень у них однаковий.

У 1934р. французькі фізики Ірен і Фредерік Жоліо-Кюрі відкрили штучну радіоактивність (радіоактивність ядер, які є продуктами ядерних реакцій; розпад атомного ядра при влученні в нього елементарної частинки).

Природне радіоактивне опронімення людина отримує з Космосу, від Сонця, з надр Землі; штучне – це результат діяльності людини, в процесі виробництва електроенергії на атомних електростанціях, науково-дислідницькі роботи, використання ядерної зброї тощо.

Природа радіоактивного проміння вказує на те, що його причиною є самочинний розпад атомних ядер радіоактивних елементів. Радіоактивне випромінювання не однорідне, а трикомпонентне. При цьому деякі з ядер випускають тільки альфа­частинки, інші - бета-частинки. Є радіоактивні ядра, які випускають і ті й ті частинки. Більшість ядер одночасно випускає і гамма-промені. У радіоактивних ядер, які утворюються штучно, спостерігаються й інші радіоактивні процеси, наприклад виліт протонів або позитронів. Принципової відмінності між двома видами радіоактивності (природної і штучної) немає. Радіоактивні промені засвічують фотоплівку, проходять крізь непрозорі тіла, іонізують речовину . Про штучні радіоактивні елементи йтиметься пізніше.

5/ Радіоактивний розпад — самочинне перетворення нестабільних атомних ядер на ядра інших хімічних елементів, що супроводжується випромінюванням.

Існує кілька видів радіоактивного розпаду:

· α-розпад (радіоактивний розпад ядер атомів, що супроводжується виділенням α-частинок), які є ядрами атомів Гелію  ;

· β-розпад (радіоактивний розпад ядер атомів, що супроводжується випусканням β-частинок), які є електронами  ;

· γ-розпад — розпад атомних ядер, що супроводжується виділенням γ-частинок (електромагнітних хвиль).

Стійкість кожного радіоактивного ізотопу характеризується періодом напіврозпаду, тобто проміжком часу, протягом якого розпадається половина початкової кількості даного радіоактивного ізотопу. Період напіврозпаду позначають   або  . Для різних елементів період напіврозпаду може змінюватись від мільйонних часток секунди до мільярдів років. Наприклад, період напіврозпаду Полонію ²¹⁸Po дорівнює три хвилини, Радію ²²⁶Ra - тисяча шістсот двадцять років, Урану ²³⁸U - майже чотири з половиною мільярди років. Величина періоду напіврозпаду радіонуклідів – нестійких радіоактивних ізотопів – змінюється для більшості ізотопів від 30 секунд до 10 днів.

Радіоактивність залежить від кількості нестабільних ізотопів і часу їхнього життя. Система СІ визначає одиницею вимірювання активності Бекерель — така кількість радіоактивної речовини, в якій за секунду відбувається один акт розпаду. Практично ця величина не дуже зручна, тому частіше використовують позасистемні одиниці —Кюрі. Іноді вживається одиниця резерфорд.

Щодо дії радіоактивного випромінювання на опромінені речовини, то використовуються ті ж одиниці, що й для рентгенівського випромінювання. Одиницею вимірюваннядози поглинутого йонізуючого випромінювання в системі Сі є Грей — така доза, при якій в кілограмі речовини виділяється один Джоуль енергії. Одиницею біологічної дії опромінення в системі СІ є Зіверт. Позасистемна одиниця виділеної при опроміненні енергії — рад.

Така одиниця, як рентген є мірою не виділеної енергії, а йонізації речовини при радіоактивному опроміненні. Для вимірювавння білогічної дії опромінювання використовується біологічний еквівалент рентгена — бер.

Для характеристики інтенсивності опромінення використовують одиниці, які описують швидкість набору дози, наприклад, рентген за годину.

6/Радіометр-рентгенометр ДП-5В призначений для визначення виміру потужності гама-радіації та радіаційне ураженої поверхні різних предметів гама-випромінюванням, а також для визначення потужності дози випромінювання та ступеня радіації об'єктів. Крім того, є можливість виявлення бета-випромінювання. Діапазон виміру гама-випромінювання — від 0,05 мР/ч до 200 Р/ч. Прилад має шість піддіапазонів, наведених у табл. 24.

Прилад працює при температурі від -50 до +50°С, при відносній вологості 65  15%. Можливе заглиблення блоку детектора на глибину 0,5 м. Живлення приладу здійснюється від трьох елементів типу А 336. Комплект живлення забезпечує тривалість роботи не менше 55 год. Маса приладу з елементами живлення не перевищує 3,2 кг. Потужність гама-випромінювання визначається у рентгенах за годину.

Дозиметр "Юпітер" призначений для оцінки потужності експозиційної дози гама-випромінювання за допомогою звукового сигналу, відображення показників й на цифровому табло та повідомлення про великі дози установленої межі за ПЕД.

Діапазон вимірювання 0,05—99,99 мк3в/год. Час установлення та зміни показників на табло до 25 сек. Пороги сигналізації — 0,6, 1,2, 4,0 мк3в/год. Час безперервної роботи — 500 годин. Маса дозиметра — 0,25 кг.

pадіометр "Прип'ять" призначений для індивідуального та колективного користування при вимірах потужності експозиційної дози (ПЕД) гама-випромінювання, густоти потоку бета-випромінювання, питомої (об’ємної) активності в рідинних та сипучих речовинах.

Діапазон вимірювання — від 0,1 до 1999,9 мкЗв/ год.

Похибка виміру  25%.

Діапазон вимірювання питомої" активності — від 1,10 до 1,10 Кі/кг.

Час встановлення робочого режиму — 20 та 200 сек. при вимірюванні ПЕД, 10 та 100 хв. — при вимірюванні питомої активності бета-випромінювання.

Джерело живлення — елемент "Корунд", а також від зовнішнього джерела живлення від 4 до 12 В.

Час безперервної роботи — 24 год. Маса — 0,25 кг.