Билет 25 Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Влияние ионизирующей радиации на живые организмы

План

1. Открытие радиоактивности.

2. Виды радиоактивных излучений.

3. Методы регистрации ядерных излучений.

4. Биологическое действие излучения.

1. Открытие радиоактивности.

В конце девятнадцатого ве­ка появились факты, свидетельствующие, что атом имеет сложное строение. Особенно это стало очевидно после того, как французский ученый Анри Беккерель в 1896 г. обнару­жил, что соли урана являются источником неизвестного в то время излучения. Испробовав различные химические соеди­нения урана, он установил, что соли урана испускают неви­димые лучи, которые сильно ионизируют воздух, действуют на фотопластинку, проникают через бумагу, картон и даже металл и вызывают некоторые другие явления.

В 1898 г. ученые Пьер Кюри и Мария Кюри-Склодовская открыли два новых химических элемента (радий и полоний), у которых излучение, аналогичное излучению урана, было значительно более сильным.

Радиоактивность – способность атомов некото­рых химических элементов к самопроизвольному из­лучению.

Х имические элементы, обладающие радиоактивностью, на­зываются радиоактивными элементами.

Радиоактивность представляет собой самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождаемое испусканием различных частиц.

2. После открытия радиоактивных элементов началось исследование физической природы их излучения.

В 1899 г. Резерфорд, изучая ионизирующую способность радиоактивного излучения, обнаружил, что оно неоднородно и состоит из двух частей, которые он назвал α- и β-лучами. Ему удалось доказать, что α-лучи являются потоком ядер атомов гелия. В том же году А. Беккерель доказал, что β-лучи являются потоком электронов.

В 1900 г. французский физик П. Виллард установил, что в состав радиоактивного излучения входит и третья составляю­щая, которую он назвал γ-лучами. Изучение γ-лучей пока­зало, что они представляют собой электромагнитные волны, длина которых меньше, чем у рентгеновских лучей. Таким образом, было установлено, что радиоактивное излучение состоит из α-, β- и γ-лучей.

В 1903 г. Э. Резерфорд и его сотрудник Ф. Содди указали на то, что явление радиоактивности сопровождается превра­щением одного химического элемента в другой, например ра­дия в радон.

1) Найдем правило, в соответствии с которым изменяются массовое и зарядовое числа ядра при α-распаде (испускании α-частиц).

Превращения атомных ядер, которые сопровожда­ются испусканием α-частиц, называются α-распадом.

Поскольку α-частица является ядром гелия, уравнение α-распада в общем виде можно записать так: .

Альфа-распад уменьшает массовое число на 4, а зарядовое число на 2, т. е. перемещает элемент на две клетки к началу периодической системы.

Например, .

2) При β-распаде ядра из него вылетает электрон. При этом общее число нуклонов в ядре остается прежним, то есть мас­совое число ядра не изменяется. Заряд же ядра увеличивает­ся на е, так как электрон заряжен отрицательно.

Превращения атомных ядер, которые сопровожда­ются испусканием электронов, называются β-рас­падом.

При β-распаде: .

Бета-распад не изменяет массового числа, а зарядовое число увеличивает на 1, т.е. смещает элемент на одну клетку ближе к концу периодической системы.

Например, .

α-распад и β-распад являются следствиями двух законов сохранения, выполняющихся при радиоактивных превраще­ниях, – сохранения электрического заряда и массового числа:

сумма зарядов (массовых чисел) продуктов распада равна заряду (массовому числу) исходного ядра.

3) При γ-излучении из ядра вылетает фотон, который не имеет электрического заряда. Число нуклонов при этом не изменяется. Следовательно,

при γ-излучении зарядовое число ядра не изменяет­ся, то есть ядро остается ядром того же самого химического элемента с тем же самым массовым числом.

Процесс распада всех радиоактивных элементов идет до свинца. Свинец – конечный продукт распада.