Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Тема №3.doc
Скачиваний:
9
Добавлен:
28.02.2016
Размер:
205.82 Кб
Скачать

Тема 3.

1. Елементи ядерної фізики

Атом є найменшою частинкою хімічного елемента. Кожний хі­мічний елемент складається з атомів. Атоми відрізняються один від одного масами і розмірами. Атом має складну будову. В центрі нього знаходиться ядро, навколо ядра обертаються електрони. Ядра атомів, у свою чергу, складаються з протонів і нейтронів. Число протонів характеризує хімічні властивості елемента і є його атомним номером, а сумарне число протонів і нейтронів в ядрі становить масове число елементів. Елементи, які мають різні масові числа при одному і тому ж атомному номері, називають ізотопами.

Енергія, яка звільнюється при ядерних перетвореннях, називається атомною, а точніше, внутрішньоядерною.

Відомо три шляхи звільнення атомної енергії: радіоактивний розпад ядер, поділ важких ядер і сполучення легких ядер атомів у більш важкі.

Радіоактивним розпадом називається процес мимовільного пере­творення нестійких ядер атомів у більш стійкі.

У 1896 р. французький фізик Беккерель помітив, що сполуки урану мають властивість випромінювати якісь невидимі промені, які призводять до почорніння фотопластинок, світіння деяких речовин, іонізації повітря.

Через два роки П'єр і Марія (Склодовська) Кюрі з уранових руд виділили невідомий до цього хімічний елемент, який випромінював подібні промені, а діяли вони значно сильніше. Цьому елементу було дано назву "радій", що означає "променистий". З тих пір властивість речовин випромінювати промені подібно радію стали називати радіо­активністю, а самі речовини радіоактивними.

Радіоактивний розпад ядер супроводжується виділенням внутріш­ньої енергії радіоактивним випромінюванням, тобто випусканням у навколишнє середовище альфа-, бета- і гамма-променів.

Альфа-промені (+α) — це потік позитивно заряджених частинок, які являють собою ядра атомів гелію. З ядра, що зазнає радіоактивного розпаду, ці частинки викидаються зі швидкістю, яка досягає 20 тис. км/с. У повітрі альфа-частинки проходять шлях у кілька сантиметрів, а в біологічній тканині до 0,03мм., в організм попадають більш з їжею та водою.

Бета-промені (-β) — це потік негативно заряджених частинок — елек­тронів, що випускаються ядрами атомів. Бета-частинки викидають­ся з ядра радіоактивного атома з різними швидкостями. При цьому швидкість деяких електронів досягає швидкості світла. У повітрі вони проходять шлях у кілька метрів (17,8м).

Гамма-промені (γ - не мають електричного заряду), подібно до рентгенівського проміння, являють со­бою короткохвильове електромагнітне випромінювання і поширю­ються зі швидкістю світла. У повітрі гамма-промені поширюються на сотні метрів, вони вільно проникають через тіло людини.

Нейтрони (η) – не мають електричного заряду, проникаюча здатність випромінювання приблизно така, як і гамма- променів.

Характерною властивістю природної радіоактивності є інтен­сивність, з якою відбувається розпад ядра. Кожному радіоактивно­му ізотопу властива певна швидкість розпаду. Одиницею вимірю­вання швидкості радіоактивного розпаду є, так званий період на­піврозпаду, тобто час, протягом якого половина атомів будь-якої кількості радіоактивної речовини зазнає розпаду. Способу, за допо­могою якого можна було б зупинити, уповільнити або припинити цей процес, ще не знайдено. Ніякі температурні умови, ні тиск не впливають на протікання радіоактивності.

Радіоактивний розпад — це внутрішньоядерні перетворення, що ведуть до зміни числа протонів у ядрі.

Довжина пробігу альфа-частинок у повітрі не перевищує кількох сантиметрів, у рідких і твердих тілах набагато більше. Пробіг, на­приклад, у металах менше 0,01 мм. Одяг людини поглинає альфа-частинки повністю, навіть листок паперу затримує їх.

Незважаючи на незначну проникаючу здатність альфа-частинок, цей вид випромінювання дуже небезпечний для живого організму,

оскільки, потрапляючи в організм через органи дихання або з їжею чи водою, уражає тканини.

Бета-частинки мають значно більшу проникаючу здатність, ніж аль­фа-частинки, але вони можуть бути затримані підошвою взуття, вікон­ним склом і будь-якими металевими пластинами товщиною кілька міліметрів. У живих тканинах максимальний пробіг бета-частинок не перебільшує 1,5 см. Основна частина радіоактивних продуктів, які утворюються під час ядерного вибуху, також є бета-активними.

Гамма-промені — це кванти енергії, які випромінюються ядрами атомів. Цей вид випромінювання має найбільшу проникаючу здатність, а іонізуюча здатність гамма-променів у сотні разів менша, ніж у бета-частинок. У повітрі на шляху в 1 см утворюється лише кілька пар іонів. Проникаюча здатність гамма-променів значно більша, ніж бета- і альфа-променів. У повітрі гамма-промені можуть пройти декілька сотень метрів.

Природний радіоактивний розпад відбувається поступово, тому кількість атомної енергії, що виділяється за одиницю часу, порівня­но мала.

Загальна доза радіації, яку одержує людина за рік від природного радіаційного фону, становить близько 100 мбер.(близько 1 ренг).

Потужність ядерних боєприпасів прийнято характеризувати кіль­кістю енергії, яка виділяється під час вибуху. Цю енергію вимірю­ють величиною тротилового еквіваленту.

Тротиловий еквівалент — це така маса тротилового заряду, енер­гія при вибуху якого дорівнює енергії вибуху даного ядерного заряду. Тротиловий еквівалент вимірюють у тонах і кратних одиницях — кілотоннах (1 кт дорівнює 1 тис. т) і мегатоннах (1 Мт дорівнює 1 млн т). Наприклад, якщо ядерний заряд має тротиловий еквіва­лент (потужність) 20 кт — це означає, що при вибуху такого заряду звільниться енергія, яка дорівнює енергії при вибуху 20 тис. т тротилу.

За характером реакції одержання енергії ядерна зброя поділяється на ядерну, термоядерну і комбіновану.

Під час вибуху ядерного заряду температура підвищується до 10 млн градусів, а при термоядерному вона доходить до кількох де­сятків мільйонів градусів.

Підземні ядерні вибухи характеризуються утворенням сейсміч­них хвиль, руйнуванням підземних споруд.

Величезна кількість енергії, що виділяється при повітряному ядер­ному вибуху, розподіляється між уражаючими факторами так. На утворення ядерної повітряної хвилі витрачається приблизно 50 % всієї звільненої енергії ядерного вибуху. Близько 35 % енергії вибу­ху виділяється у вигляді світлового випромінювання. 10 % — на радіоактивне випромінювання продуктів поділу (радіоактивне за­бруднення) і 5 % на проникаючу радіацію і електромагнітний імпульс.

Ядерні й термоядерні вибухи мають комбіновану уражаючу дію. Це означає, що всі уражаючі фактори вибуху діють майже одночас­но на різні об'єкти.

При висотному вибуху сильно діє світлове випромінювання на органи зору, особливо вночі. Особливістю наземного і підземного ядерних вибухів є висока руйнівна здатність у зоні, яка прилягає до центру вибуху, і сильне, радіоактивне забруднення місцевості.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]