3. Приборы, регистрирующие заряженные частицы.

Для изучения структуры атомов и их ядер нужны такие приборы, которые бы регистрировали процессы, происходящие в атомах и их ядрах.

Регистрирующий прибор – это устройство представляющее собой микроскопическую систему, которая может находиться в неустойчивом состоянии. При небольшом возмущении, вызванным пролетающей частицей, начинается процесс перехода системы в новое, более устойчивое состояние. Этот процесс и позволяет регистрировать частицу.

Вторым условием работы регистрирующих устройств является способность не только быстро регистрировать пролетающую частицу, но и быстро возвращаться в исходное рабочие состояние.

Назначение проборов: регистрация заряженных частиц, определение знака заряда, массы, скорости, энергии, продолжительность жизни частиц.

1. Счетчик Гейгера основан на ударной ионизации газов, он фиксирует только факт пролета частиц.

2. Камера Вильсона основана на конденсации пересыщенных паров воды или спирта на ионах, образующихся в камере вдоль траектории заряженных частиц.

3. Пузырьковая камера: используется перегретая жидкость, для обнаружения треков частиц. Пролетая через нее, частица на своем пути ионизирует жидкость, на ионах возникают пузырьки пара, которые дают трек частицы.

4. В фотоимульсионном методе регистрации частиц используется свойство радиоактивного излучения – действовать на фотоимульсию. Пролетающие частицы образуют скрытое изображение. После проявления видны все события, произошедшие за время наблюдения.

5. Биологическое действие радиоактивных излучений.

Радиоактивные излучения (альфа-, бета- и гамма-излучения) способны ионизировать и приводить в возбужденное состояние атомы.

Ионизирующая способность различных видов радиоактивного излучения не одинакова. Так, например, альфа0частица, обладая энергией 2МэВ, на1мм пробега создает 6000 пар ионов, а бета-частица при тех же условиях образует только 6 пар ионов. Кванты гамма-излучений непосредственно не ионизируют атомы и молекулы вещества, но они поглощаются веществом и передают электронам свою энергию. Эти электроны и вызывают ионизацию частиц вещества. Первичные процессы ионизации, как правило, не вызывают больших нарушений в тканях организма человека. Губительное действие ионизирующего излучения связано со вторичными биохимическими реакциями, в которые вступают продукты ионизации. При поглощении тканями организма ионизирующего излучения часть атомов и молекул не ионизируются, а только переходят в возбужденное состояние. Эти атомы и молекулы, переходя в нормальное состояние, избыток энергии излучают в виде квантов ультрафиолетового излучения, которое поглощается тканями организма. Даже при общем минимальном количестве энергии порядка 250Дж, поглощенной тканями организма, в нем происходит цепная биохимическая реакция, конечным результатом которой является разрушение структуры молекул нуклеиновых кислот и белка. Таким образом, первичная ионизация цепная биохимическая реакция приводит к возникновению лучевой болезни. Вот почему ядерная война является губительной для человечества.

Вопросы для самопроверки:

1. Что называется радиоактивностью вещества?

2. Каков состав имеет радиоактивное излучение?

3. Что собой представляют α-лучи?

4. Что собой представляют β-лучи?

5. Что собой представляют γ-лучи?

6. Что называют α – и β –распадом7

7. Что такое α-распад ядер и как он возникает?

8. Что такое β-распад ядер и как он возникает при распаде ядер?

9. Что называют периодом распада?

10. Закон радиоактивного распада.

11. В чем заключаются закономерности радиоактивного распада?

12. Что называется регистрационным прибором?

13. Для чего его используют?

14. Какие регистрационные приборы вы знаете?

15. Какое биологическое действие оказывает на организм человека радиоактивное излучение?