3 Оао «эмк-атоммаш»

Оао «эмк-атоммаш»

Блок качества

Отдел неразрушающего контроля

Экзаменационные билеты и ответы

Разработал: Пронина С.С.

Волгодонск

2002

Билет № 1

1. Радиоактивность ( α, β, γ спектры радиоактивного распада).

Единицы измерения активности.

Между частицами, входящими в состав ядра действуют ядерные силы притяжения - они дей­ствуют на расстоянии 10^-13 см и резко уменьшаются с увеличением расстояния. Помимо ядерных сил между одинаково заряженными частицами ядра - протонами действуют кулоновские силы от­талкивания. У большинства химических элементов ядерные силы притяжения превосходят куло­новские силы отталкивания, чем и обусловлена устойчивость ядер этих элементов.

У тяжелых элементов, ядра которых состоят из большого числа частиц, ядерные силы притя­жения уже не способны скомпенсировать кулоновские силы отталкивания. При этом начинается процесс самопроизвольного перехода ядер в более устойчивое состояние.

Это явление, открытое в 1896г. Анри Беккерелем и изученное Марией Склодовской-Кюри и Пьером Кюри, получило название радиоактивности.

• Процесс самопроизвольного перехода ядер из менее устойчивого со­стояния в более устойчивое называется радиоактивностью.

Самопроизвольный распад ядер приводит к изменению их атомного номера или массового числа. Изменение атомного номера приводит к превращению одного химического элемента в дру­гой; при изменении только массового числа происходит превращение изотопов данного элемента.

Известно свыше 230 естественных радиоактивных изотопов и более 1700 искусственных изо­топов всех элементов.

Радиоактивность по своей природе может быть естественная и искусственная. Естественные радионуклиды - это радионуклиды, встречающиеся в естественных условиях. Наиболее распро­странены изотопы тория, урана, радия, калия. Излучение естественных радиоактивных изотопов, содержащихся в горных породах и в воде, а также космическое излучение определяют радиацион­ный фон местности, мощность излучения которого равна 4-20 мкР/ч (0,04-0,2 мкЗв/ч).

Альфа-частицы

А льфа-частицы - это ядра атома гелия, они состоят из двух протонов и двух нейтронов, альфа-частица имеет заряд +2 и массу 4.

Все ядра данного изотопа испускают альфа-частицы определенной энергии. Энергия альфа-частиц лежит в пределах 3-9 МэВ, поэтому спектр распределения альфа-частиц по энергиям имеет линейчатый характер:

Бета-частицы.

● β^- - продукт распада нейтрона, представляет собой электрон, испущенный ядром.

● β⁺ - продукт распада протона, представляет собой позитрон, испущенный ядром.

β ^- распад

β⁺ распад

В некоторых случаях дочернее ядро, образующееся в результате радиоактивного распада, мо­жет оказаться в возбужденном состоянии. Переход ядра из возбужденного состояние в невозбуж­денное называется изомерным переходом, и сопровождается выделением избыточной энергии возбуждения в виде гамма-излучения. Энергия гамма-квантов лежит в пределах от нескольких кэВ до 6 МэВ.

Гамма-излучение - электромагнитное (фотонное) излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомного ядра, ядерных превращениях и при аннигиляции частиц.

Характеристическое излучение - фотонное излучение, возникающее при изменении энерге­тического состояния атома.

Тормозное излучение - фотонное излучение с непрерывным спектром, возникающее при из­менении кинетической энергии заряженных частиц.

Рентгеновское излучение - фотонное излучение, состоящее из тормозного и/или характери­стического излучений, диапазон энергий которых составляет от 1 кэВ до 1 МэВ

Д ля количественной характеристики радиоактивных веществ (РВ) введено понятие "актив­ность".

А ктивность (А) - мера радиоактивности какого-либо количества радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в данный момент времени:

где dN - ожидаемое число спонтанных ядерных превращений из данного энергетического состоя­ния, происходящих за промежуток времени dt.

Единицей активности является беккерель (Бк), он равен одному распаду в секунду.

Использовавшаяся ранее внесистемная единица кюри (Ки) составляет 3,7 ∙10¹⁰ Бк.