17.Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Постоянная распада, период полураспада и связь между ними.

Явление самопроизвольного (спонтанного) изменения структуры ядра атома одного элемента и превращение его в более устойчивое ядро атома другого элемента называется радиоактивностью, а само неустойчивое ядро – радиоактивным. Каждый такой отдельный акт самопроизвольного превращения ядер с испусканием элементарных частиц или их групп называется радиоактивным распадом. Если радиоактивный распад сопровождается испусканием альфа-частиц, то это альфа-распад; бета-частиц – бета-распад. Альфа- и бета-распады обычно сопровождаются гаммаизлучением. Возникающие при самостоятельных превращениях ядер атомов потоки элементарных частиц или их групп являются ионизирующими излучениями. Различают три вида радиоактивных излучений: альфа-, бета- и гамма-излучение. Из общего числа (около 2 тыс.) известных ныне радиоактивных нуклидов лишь около 300 являются природными, остальные получены искусственным путем в результате ядерных реакций. Самопроизвольные превращения радиоактивных ядер приводят к непрерывному уменьшению числа ядер атомов исходного радионуклида и образованию дочерних продуктов. Для определенного радиоактивного вещества вероятность распада каждого ядра одинакова в любой момент времени, т. к. ядра распадаются независимо друг от друга. Закон радиоактивного распада для любых превращений ядер устанавливает, что за единицу времени распадается всегда одна и та же доля нераспавшихся ядер данного радионуклида. Эту долю называют постоянной распада и обозначают «лямда». В общем виде этот закон выражается экспоненциальной зависимостью: N=N0*e^-tлямда. где N – число ядер, распавшихся за время t; N0 – начальное число ядер радионуклида; е = 2,718; лямда – постоянная распада, и соответствующий ей период полураспада зависит только от устойчивости ядер. Этот закон, выражающий уменьшение количества ядер атомов радиоактивного вещества во времени, называется законом радиоактивного распада. Радионуклид может превращаться в другой радионуклид, что приводит к образованию так называемых радиоактивных цепочек.

18.Активность и единицы ее измерения. Удельная, объемная и поверхностная активность. Связь между объемной и удельной активностью. (Ауд=Аоб/ро)

19.Альфа-распад. Альфа-излучения и их ионизирующая и проникающая способность в веществах. Защита от альфа-излучения. Альфа-излучение – это поток частиц, являющихся ядрами атома гелия (4 2He) и обладающими двумя единицами заряда. Масса альфа

20. Бета-распад. Бета-излучения, их ионизирующая и проникающая способность в веществах, источники бета-излучения. Защита от бета-излучения.

21.Гамма-излучения, их проникающая и ионизирующая способность, процессы взаимодействия с веществом. Защита от гамма-излучения.

22.Поглощенная и экспозиционная доза. Мощность поглощенной и экспозиционной дозы. Единицы их измерения.

23.Эквивалентная доза и мощность эквивалентной дозы излучения и единицы их измерения. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения и для тканей и органов при расчете эффективной дозы.

24.Естественные источники ионизирующих излучений: космические излучения, излучение земного происхождения. Вклад естественных источников в дозу облучения человека.

Радиационный фон Земли складывается из естественного (природного) радиационного фона, технологически измененного естественного радиационного фона и искусственного радиационного фона. Естественный радиационный фон (ЕРФ) образуют ионизирующие излучения от природных источников космического и земного происхождения. Очень часто он отождествляется с понятием радиационный фон. Технологически измененный естественный радиационный фон (ТИЕРФ) определяется излучением от естественных источников ионизирующего излучения, который не имел бы места, если бы не использующийся технологический процесс. Причинами такого изменения фона могут являться выбросы тепловых электростанций, строительная индустрия и другие источники. Радиационный фон в пределах: 0,1–0,2 мкЗв/ч (10–20 мкР/ч) считается нормальным; 0,2–0,6 мкЗв/ч (20–60 мкР/ч) считается допустимым; 0,6–1,2 мкЗв/ч (60–120 мкР/ч) считается повышенным. Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Радиоактивные вещества могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах – соответственно ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровен, герметизация помещений и даже полеты на самолетах – все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения. В этой лекции будут рассмотрены вначале данные о внешнем облучении от источников космического и земного происхождения, затем – более подробно – внутреннее облучение, причем особое внимание будет уделено радону – радиоактивному газу, который вносит самый большой вклад в среднюю дозу облучения населения из всех источников естественной радиации. Наконец, в ней будут рассмотрены некоторые стороны деятельности человека, в том числе использование угля и удобрений, которые способствуют извлечению радиоактивных веществ из земной коры и увеличивают уровень облучения людей от естественных источников радиации. Космические излучения приходят к нам в основном из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Каждую секунду на площадь в 1 м2 через границу атмосферы из космоса в направлении земной поверхности влетает более 10 000 заряженных частиц. Космические излучения подразделяются на галактические и солнечные. Галактические, в свою очередь, бывают первичными и вторичными. Солнечное излучение образуется во время солнечных вспышек, характеризуется относительно низкой энергией (40–50 МэВ) и не приводит к существенному увеличению дозы внешнего облучения на поверхности Земли. Однако в верхних слоях атмосферы мощность поглощенной дозы может на очень короткое время увеличиваться в 100 и более раз. Излучения земного происхождения. Основными источниками излучения земного происхождения являются радионуклиды, присутствующие в различных природных средах и объектах окружающей среды с момента образования Земли. К ним относятся две группы естественных радионуклидов: первая – это радионуклиды уранорадиевого и ториевого семейств, которые берут свое начало от U 238 92 и Th232 90 (всего 82 радионуклида), вторая – это 11 долгоживущих радионуклидов, находящихся вне этих семейств ( K 40 19 , Ca 48 20 , Rb 87 37 , Zr 96 40 , In115 49 , La 138 57 , Ce 142 58 , Nd 144 60 , Sm 147 62 , Lu 178 71 , Re 187 75 ), относящихся к элементам середины таблицы Менделеева.