42) Явление радиоактивности.

Радиоактивность — это свойство ядер некоторых элементов самопроизвольно превращаться с изменением состава и энергетического состояния. Радиоактивность яв­ляется внутренним свойством ядер, не засвисит от внешних условий их существования и связана с соотношением ядерных сил

Основным свойством ядерных сил, влияющим на радио­активность, является их короткодействие.

В горных породах наблюдаются в основном три вида радиоактивных превращений:

А л ь ф а -п р е в р а щ е н и е за­ключается в испускании ядром а-частнцы.

Б е т а -п р е в р а щ е н и е состоит в испускании ядром р-частицы (электрона) при преобразовании в ядре нейтрона в протон (п-*р+е~)—88% ядер радиоактивного изотопа 40К испытывает этот тип превращения

Г а м м а -и з л у ч е н и е — это жесткое электромагнитное излучение, сопровождающее ядерпые превращения. Энергия у-излучения индивидуальна для каждого вида ядер и явля­ется параметром конкретного ядерного превращения.

Законом радиоактивного превращения , заключающимся в том, что количество превращающихся ядер пропорционально имеющемуся коли­честву радиоактивных ядер. Коэффициент этой пропорцио­нальности есть параметр распадающегося атома К и имеет смысл вероятности распада за единицу времени.

Более удобным для использования параметром распада­ющегося ядра является период полураспада за­висящий только от . Период полураспада равен времени, за которое превра­щается половина атомов.

Изотопы элементов, участвующие в этих последовательных превращениях, обра­зуют так называемые радиоактивные ряды, родона­чальниками которых являются уран и торий.

радиоактивное равновесие проявляется в неизменности количеств эле­ментов середины ряда, поскольку число распадающихся и образующихся атомов уравновешено. Количества атомов радиоактивных элементов ряда взаимосвязаны между собой и с количеством атомов родоначальника, т. е. урана или тория

43) Радиоактивность горных пород

радиоактивность горных пород зависит от содержания в ней трех элементов: урана, тория и калия, которые отличаются не очень низкими содержаниями в горных породах и относительно высокой ак­тивностью (уран и торий — за счет элементов своих рядов).

В горных породах уран и торий присутствуют в трех фор­мах:

1)в виде собственных минералов; наиболее распростра­нены торианит, уранинит, торит и др.;

2) в виде изоморфной примеси в минералах;

3) в рассеянной форме.

Существенное изменение радиоактивности пород происхо­дит при их метасоматическом преобразовании.

44) Гамма-параметры горных пород. Взаимодействие гамма-квантов с веществом.

Нейтроны взаимодействуют с ядрами атомов горной поро­ды, гамма-кванты — с ядрами, атомами и электронами. Взаи­модействие носит статистический характер, т. е. на конкрет­ном участке породы оно может произойти или не произойти, проявиться в том или ином качестве.

Существуют три вида взаимодействия: поглощение гамма- кванта атомом или ядром и рассеяние гамма-кванта электро­нами. Какой из видов взаимодействия будет наи­более вероятен, зависит от энергии гамма-квантов и от свойств породы:

1. Фотоэлектрическое поглощение

2. Комптоновское рассеяние

3. Ядерное поглощние

Показателем состава породы служит также спектр рассеянного гамма-излучения

плотность как гамма-параметр горной породы прояв­ляется во всем диапазоне энергий гамма-излучений.

Ядерное гамма поглощение ха­рактерно для железо- и оловосодержащих пород.

Энергия связи нейтрона в ядре является пороговой для протекания гамма-нейтронной реакции.