1. Строение атома и явление радиоактивности: период полураспада, единицы активности

Считается, что протон образован тремя кварками uud, нейтрон – udd

Радиоактивность – это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц.

Период полураспада (Т1\2) – время, за которое распадается половина ядер данного элемента

Активность радиоактивного источника — число элементарных радиоактивных распадов в единицу времени

Беккерель (Бк)

Единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель — это активность источника, в котором за одну секунду происходит в среднем один радиоактивный распад.

Кюри (Ки)

Внесистемная единица измерения активности радионуклида. Активность вещества равна 1 Ки, если в нём каждую секунду происходит 3,7⋅10¹⁰ радиоактивных распадов

Грей (Гр)

Единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в СИ. 1 Гр — это поглощённая доза, при которой в 1 кг вещества поглощается 1 Дж энергии излучения (1 Гр = 1 Дж/кг).

Зиверт (Зв)

Единица измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения в СИ. 1 зиверт — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе фотонного (рентгеновского или гамма) излучения в 1 Гр. 

рентген (Р, R) служит для определения экспозиционной дозы. Один рентген соответствует дозе рентгеновского или гамма-излучения, при которой в 1 см³ воздуха образуется 2^.10⁹ пар ионов (суммарный заряд ионов равен одной единице заряда в системе СГС). 1 Р = 2, 58^.10^-4 Кл/кг.

2. Понятие "ионизирующее излучение". Физическая характеристика альфа-, бета-, гамма-, нейтронного, рентгеновского излучений

Ионизирующее излучение — это поток частиц или электромагнитных волн, обладающих достаточной энергией для удаления электронов из атомов, что приводит к образованию ионов. Этот процесс, называемый ионизацией, меняет химические свойства вещества и может вызывать повреждения в живых тканях

Альфа-излучение - это поток альфа-частиц (ядер атомов гелия), испускаемых при радиоактивном распаде, а также при ядерных реакциях и превращениях. Альфа-частицы обладают сильной ионизирующей способностью и незначительной проникающей способностью. В воздухе они проникают на глубину несколько сантиметров, в биологической ткани - на глубину доли миллиметра, задерживается листом бумаги, тканью одежды. Альфа-излучение особо опасно при попадании его источника внутрь организма с пищей или с вдыхаемым воздухом.

Альфа-излучение возникает при радиоактивном распаде тяжёлых ядер с атомным весом более 200. Например, испускают альфа-частицы уран, радий, торий

Альфа-частицы состоят из двух протонов и двух нейтронов, имеют заряд +2 и массу, равную примерно 4 атомным единицам массы. 

Бета-излучение - это поток электронов или позитронов, испускаемых ядрами радиоактивных элементов при бета-распаде (самопроизвольном превращении ядра одного химического элемента в ядро другого элемента с тем же массовым числом и с зарядовым числом, отличающимся от исходного на ±1). Их ионизирующая способность меньше, чем у альфа-частиц, но проникающая способность во много раз больше, и составляет десятки сантиметров. В биологической ткани они проникают на глубину до 2 см, одеждой задерживается только частично. Бета-излучение опасно для здоровья человека, как при внешнем, так и при внутреннем облучении.

Гамма-излучение - электромагнитное излучение, возникающее в некоторых случаях при альфа и бета-распаде, аннигиляции частиц и при возбуждении атомов и их ядер, торможении частиц в электрическом поле. Представляет собой поток фотонов высокой энергии (гамма-квантов).  Проникающая способность гамма-излучения значительно больше, чем у вышеперечисленных видов излучений. Глубина распространения гамма-квантов в воздухе может достигать сотен и тысяч метров. Ионизирующая способность (косвенная) значительно меньше, чем у вышеперечисленных видов излучений.

Нейтронное излучение - поток нейтронов, наблюдаемых при ядерных взрывах, особенно нейтронных боеприпасов и работе ядерного реактора. Последствия его воздействия на окружающую среду зависят от начальной энергии нейтрона

• Условно нейтроны в зависимости от кинетической энергии разделяются на быстрые (до 10 МэВ), сверхбыстрые, промежуточные, медленные и тепловые.  Высокая проникающая способность из-за отсутствия заряда у нейтрона. Проникающая способность зависит от энергии нейтронов и состава среды, в которой они распространяются. 

• Косвенно ионизирующее — образование ионов происходит не под действием самих нейтронов, а под действием вторичных тяжёлых заряженных частиц и гамма-квантов, которым нейтроны передают свою энергию.

• Медленные и тепловые нейтроны вступают в ядерные реакции, в результате могут образовываться стабильные или радиоактивные изотопы. 

• Нейтроны задерживаются веществами, содержащими в своей молекуле водород (вода, парафин и др.)

Рентгеновское излучение - фотонное излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучения, генерируемого рентгеновскими аппаратами, и возникающее при некоторых ядерных реакциях. В отличие от гамма-излучения оно обладает такими свойствами как отражение и преломление.

• Высокая проникающая способность — лучи способны проникать через непрозрачные вещества. Чем толще объект, тем труднее лучи «пробивают» его. 

• Способность поглощаться веществом — степень поглощения зависит от атомного номера вещества: чем больше атомный номер, тем сильнее поглощение, чем меньше атомный вес, тем прозрачнее вещество для этих лучей.

• Способность вызывать свечение (флюоресценцию) некоторых веществ — это используется в медицинской диагностике при рентгеноскопии (наблюдение изображения на флюоресцирующем экране) и рентгеновской съёмке (рентгенографии).

• Фотохимическое действие — рентгеновские лучи, попадая на фотографическую эмульсию, вызывают химическую реакцию восстановления серебра — на этом основана регистрация изображения на фоточувствительных материалах. 

• Ионизация веществ — способность вызывать распад нейтральных атомов на положительные и отрицательные ионы