41. Альфа-излучение (что представляет собой, его свойства).

Альфа-распад есть самопроизвольный процесс испускания ядрами α-частиц. Явление α-распада состоит в том, что ядро самопроизвольно испускает α-частицу и превращается в другое ядро с массовым числом, на 4 единицы меньшим, и с атомным номером, меньшим на 2 единицы: Z

АМ → Z-2А-4М +24He.

Проникающая способность в воздухе 3-11 см, в биоткани 10-100 мкм

Удельная ионизация 40 000 пар ионов на 1см пути

Энергия излучения 4-9 МэВ

42. Бета-излучение (что представляет собой, его свойства).

Бета-распадом называется процесс превращения нестабильного ядра в изобару-ядро с зарядом, отличным от исходного на ∆Z = ± 1, сопровождаемый испусканием электрона (позитрона) или захватом электрона с оболочки атома. Одновременно ядро испускает нейтрино или антинейтрино.

Известны три вида β-распада.

β-распад подразделяют на электронный, позитронный и К-захват. β^--распад, при котором из ядра вылетает электрон и антинейтрино ( v ) и образуется ядро с тем же массовым числом, но с увеличенным на единицу атомным номером (∆Z = +1): МZA → MZ+1A + e- + v .

β⁺-распад, при котором из ядра вылетают позитрон и нейтрино, а новое ядро имеет атомный номер на единицу меньше (∆Z = -1): МZA → MZ-1A + e++ ν.

Закон смещения: при β^--распаде массовое число не изменяется, а заряд ядра увеличивается на 1 электрический заряд, что приводит к смещению химического элемента на 1 клетку вправо в периодической системе Д.И.Менделеева

при β⁺-распаде массовое число не изменяется, а заряд ядра уменьшается на 1 электрический заряд, что приводит к смещению химического элемента на 1 клетку влево в периодической системе Д.И.Менделеева

Особенность β-распада состоит в том, что из ядра испускается 2 частицы. Емах, испускаемое ядром соnst, но она по-разному делится между частицами, создавая сплошной спектр β-излучения.

Проникающая способность в воздухе несколько десятком см – 34 м, в биоткани 1-2 см

Удельная ионизация 50-100 пар ионов на 1см пути

Энергия излучения 0,1-3 МэВ

43. Гамма-излучение (что представляет собой, его свойства).

гамма-излучение - представляет собой поток гамма-квантов

- имеет длину волны 10^-10-10^-14 м

- образуется при ядерных превращениях

- обладает высокой проникающей способностью, которая зависит как от энергии гамма-квантов, так и от свойств вещества, длина пробега в воздухе достигает сотен метров

В процессе прохождения через вещество -кванты (фотоны) взаимодействуют с электронами атомов, электрическим полем ядра, а также с нейтронами и протонами, входящими в состав ядра, в результате чего происходит ослабление плотности потока излучения благодаря рассеянию -квантов и передачи их энергии атомам среды.

Гамма-кванты относятся к косвенно ионизирующему излучению. Данное излучение в среде любой толщины полностью не поглощается, а лишь ослабляется в заданное число раз за счет различных эффектов взаимодействия:

а) фотоэлектрическое поглощение (фотоэффект) - фотоны (-кванты) поглощаются и полностью передают свою энергию электронам внутренней орбитали атома. Данная энергия равна энергии орбитали, расходуется на отрыв электрона и сообщение ему кинетической энергии. В результате электрон вырывается из поля атома и производит в дальнейшем ионизацию вещества. Место выбитого фотоэлектрона занимает другой электрон с более высокой орбитали, что сопровождается испусканием низкоэнергетического характеристического рентгеновского излучения или Оже-электронов.

Чем больше энергия связи электрона, чем ближе он находится к ядру, тем больше вероятность передачи ему всей энергии -кванта. С ростом номера элемента или его заряда вероятность фотоэффекта возрастает, а с увеличением энергии излучения она быстро падает.

Возникновение фотоэффекта наиболее характерно для мягкого -излучения (до 0,5 Мэв). Т.к. для биологических тканей энергия выбивания электрона не превышает 0,5 Мэв, данный эффект наиболее вероятен при поглощении мягкого -излучения.

б) комптоновское рассеивание (Комптон-эффекта) - фотон (-квант) передает электрону лишь часть своей энергии, а сам меняет направление своего движения. Выбитый электрон производит в дальнейшем ионизацию. Затем вторичный фотон может вновь претерпевать эффект Комптона и т.д.

Во тличие от фотоэффекта такое рассеивание происходит, в основном, на электронах внешних оболочек атомов с минимальной энергией связи. С ростом энергии излучения вероятность такого взаимодействия снижается, но медленнее, чем при фотоэффекте.

Комптон-эффект наиболее вероятен при энергии -квантов 0,5-1 МэВ.

в) образовании пары "электрон-позитрон"- при значительной энергии -кванта (>1 МэВ) он взаимодействует с атомным ядром и в его поле преобразуется в пару частиц - электрон и позитрон, которые и производят в дальнейшем ионизацию. Позитрон, встречая на своем пути электрон, может соединиться с ним и превратиться в 2 фотона (эффект аннигиляции). Образующиеся фотоны поглощаются средой в результате эффекта Комптона или фотоэффекта.

Проникающая способность в воздухе 100-150м, в биоткани насквозь

Удельная ионизация 10-15 пар ионов на 1см пути

Энергия излучения 2-4 МэВ