60. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Единицы активности радиоактивных препаратов.

Радиоактивность – свойство ядер определенных элементов самопроизвольно (без каких-либо внешних воздействий) превращаться в ядра других элементов с испусканием особого рода излучения, называемого радиоактивным. Радиоактивные явления , происходящие в природных изотопах называются естественной радиоактивностью, а в искусственно полученных изотопах – искусственной. РА излучение не видимо для глаза. Под общим названием радиоактивного излучения объединяют альфа-, бета – и гамма-излучение , имеющие различную природу.

Из известных к настоящему времени 1700 видов ядер к стабильным относятся 270. Наиболее стабильны так называемые четно-четные ядра (с четным числом протонов и нейтронов). Основной закон радиоактивного распада устанавливает: за равные промежутки времени распадается одинаковая доля наличных (т. е. еще не распавшихся к началу данного промежутка) ядер данного элемента. Процессы, происходящие в атомном ядре, подчиняются законам квантовой механики. N = N₀e ^t

Здесь N – численность не распавшихся ядер как функция времени t; N₀ – число не распавшихся ядер в начальный момент времени (t = 0);  – постоянная распада – константа, индивидуальная для каждого вида нестабильных ядер. Промежуток времени, в течение которого число не распавшихся ядер уменьшается от N₀ до ½N₀, называется периодом полураспада Т_1/2. Этот показатель связан с постоянной распада соотношениями:

Диапазон значений периода полураспада природных радиоактивных изотопов необычайно широк: от 1010 лет до 10-8 секунды.

Под активностью радиоактивного препарата понимается число нестабильных атомов этого препарата, распадающихся за одну секунду. В системе СИ приняты две единицы активности:

а) Беккерель – 1 Бк = 1 = 1 1/c

б) Кюри – 1 Ки = 3,7*1010 Бк = 3,7*1010 1/c

1Ки – очень большая величина. В медицинской практике используют препараты с активностью в милли- и микрокюри: 1 мКи = 10-3 Ки; 1 мкКи = 10-6 Ки.

Уравнение, описывающее активность препарата как функцию времени: В медицине наряду с активностью препаратов важное значение имеет удельная активность – величина, измеряемая в единицах активности на кубический сантиметр: мКи/см3; мкКи/см3. Эта величина сходна по смыслу с концентрацией раствора.

61. Виды радиоактивного распада: α-распад, β-распад. Характеристика радиоактивных излучений.

Радиоактивностью называют самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц. Альфа-распад состоит в самопроизвольном превращении одного ядра в другое ядро с испусканием альфа-частицы (ядра атома гелия). Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов. Схему альфа-распада с учетом правила смещения (закона сохранения зарядового и массового чисел) записывают в виде: Механизм альфа-распада схематично можно представить так: два протона и два нейтрона, взаимодействуя в процессе внутриядерного движения, образуют альфа-частицу, которая существует примерно , а затем снова распадается на отдельные нуклоны. При определенных условиях некоторые из образовавшихся таким образом альфа-частиц могут преодолеть действие ядерных сил и оторваться от ядра. Этот процесс имеет квантово-механическую природу и называется тоннельным эффектом. Вероятность его тем больше, чем выше энергия альфа-частицы. Бета-излучение — это поток частиц (бета-частиц) с высокой кинетической энергией, которые представляют или электроны (у большинства радиоактивных элементов), или позитроны (у некоторых искусственно полученных изотопов). Бета-распад заключается во внутриядерном взаимном превращении нейтрона и протона. При бета-распаде возможно возникновение гамма - излучения.

62. Количественные оценки взаимодействия ионизирующих излучений с веществом. Удельная ионизация и удельные ионизационные потери, полный пробег. Взаимодействие частицы с веществом количественно оценивается линейной плотностью ионизации, линейной тормозной способностью вещества и пробегом частицы. Под линейной плотностью ионизации (удельная ионизация, ионизирующая способность) i понимают отношение числа dn ионов одного знака, образованных заряженной ионизи- рующей частицей на элементарном пути dl, к этому пути: . Чем больше величина удельной ионизации, тем быстрее расходуется энергия излучений, т. е. тем меньший путь пройдет излучение в веществе до полной потери своей энергии. Поэтому чем больше ионизирующая способность излучения, тем меньше его проникающая способность, и наоборот. Линейной тормозной способностью вещества называют от- ношение энергии dE, теряемой заряженной ионизирующей части- цей при прохождении элементарного пути dl в веществе, к длине этого пути. Ионизационные потери - потери энергии заряженной частицей при прохождении через вещество, связанные с возбуждением и ионизацией его атомов.

Линейным пробегом (наибольшая глубина проникновения частиц) заряженной ионизирующей час- тицы является значение расстояния между началом и кон- цом пробега заряженной ионизирующей частицы в данном веществе.