4 Контрольные вопросы

4.1 Какие частицы образуют ядра атомов?

4.2 Что называется радиоактивностью? Назовите закон радиоактивного распада.

4.3 Как изменяются со временем активность изотопа?

4.4 Как происходит  - распад ядер?

4.5 Как происходит  - распад?

4.6 Как изменяется положение химического элемента в таблице Менделеева после  - распада и после  - распада?

4.7 Изменяется ли химическая природа элемента при испускании его ядром  - кванта?

4.8 Каков принцип действия счетчика Гейгера- Мюллера?

4.9 В чем опасность радиоактивного излучения для живых организмов?

4.10 За счет чего создается радиоактивный фон?

Лабораторная работа №6 Изучение поглощения ионизирующего излучения веществом

Цель и задачи работы: Изучение основных закономерностей радиоактивного распада и взаимодействия ионизирующего излучения с веществом, исследование зависимости поглощения  - излучения от толщины поглотителя, определение коэффициента поглощения вещества.

1 Общие сведения

Ионизирующее излучение возникает при распаде радиоактивных веществ, как естественных, так и полученных искусственно в ядерных реакторах и ускорителях заряженных частиц. Кроме того, космические лучи являются также источником ионизирующего излучения.

Методы регистрации ионизирующего излучения основаны на различных видах взаимодействия излучения с веществом.

Можно выделить три основные группы излучения:

1) Заряженные частицы ( - излучение,  - излучение, протоны, дейтроны и др.)

2) Излучение, представляющие поток нейтральных частиц (нейтроны, нейтрино, нейтральные мезоны и др.)

3) Электромагнитное излучение (рентгеновское и  - излучение).

1.1 Взаимодействие  - частиц с веществом

 - распад характерен для тяжелых элементов (урана, тория, полония, плутония и др.). В результате  - распада «материнское» ядро с атомным номером Z и массовым числом А превращается в новое, «дочернее» ядро с атомным номером Z - 2 и с массовым числом А - 4. В качестве примера  - распада приведем распад плутония :

. (1)

 - частицы – это положительно заряженные частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, как ядра гелия Они обладают большой ионизирующей и малой проникающей способностью.

Пробег  - частиц радиоактивных элементов в воздухе не превышает 11 см, а в более плотных средах он еще меньше, так, в мягких тканях человека пробег  - частиц измеряется микронами.

Проходя через слой вещества,  - частицы испытывают упругое рассеяние на ядрах атомов и неупругое взаимодействие с электронами атомов, находящихся на внешних орбитах. Электрическое поле  - частицы, взаимодействуя с внешними электронами атомов и молекул, вызывает ионизацию или возбуждение атомов и молекул, а иногда и диссоциацию молекул. При этом  - частицы теряют свою энергию.

1.2 Взаимодействие  - частиц с веществом

 - излучение состоит из электронов или позитронов, которые испускаются при  - распаде радиоактивных изотопов. К  - распаду относится также электронный захват, т.е. захват атомным ядром одного из электронов окружающей ядро электронной оболочки. Массовое число ядра при  - распаде не изменяется.

а) При электронном - распаде происходит превращение нейтрона в протон, заряд ядра и его порядковый номер увеличиваются на единицу. Электронный распад характерен для ядер с избыточным числом нейтронов. В качестве примера -распада приведем распад ядра стронция :

. (2)

В ядре происходит взаимопревращение нуклонов:

, (3)

где - нейтрон, - протон, - электрон, - антинейтрино.

б) Примером позитронного ⁺ - распада может служить распад изотопа натрия по реакции:

(4)

При этом в ядре происходит превращение протона в нейтрон:

(5)

где - позитрон, - нейтрино.

 - частицы в воздухе на своем пути создают в несколько сот раз меньше ионов, чем  - частицы,  - частицы, испускаемые атомными ядрами при радиоактивных превращениях, имеют различную энергию, поэтому и пробег их в веществе неодинаков. Ослабление потока  - частиц веществом происходит постепенно.